羅茨真空泵凍干機的工作壓力一般在4~130Pa范圍。而在這個壓力范圍，油封機械真空泵要獲得大的抽速，必須增大系的尺寸和提高轉速。但這給制造技術帶來很多困難。在此范圍內采用蒸氣流泵要獲得大的抽速也是很不經濟的，因為泵的功率要大大增加。而羅茨真空泵在此壓力范圍內卻能很好地工作（圖4-5），所以很多凍千機采用羅茨泵作為主泵。
羅茨泵的結構如圖4-6所示。羅茨泵主要由轉子、泵體和轉動齒輪組成。動力由齒輪傳到轉子，并控制其相對運動。轉子有雙葉形、三葉形、多葉形幾種。在泵體中，一對轉子高速反向旋轉，使泵體與轉子之間的容積從與吸氣口相通+與吸氣口隔開→與排氣口相通→容積逐漸減小完成壓縮排氣。這樣周期地進行，達到抽除氣體的目的。
羅茨泵工作時，由于轉子與泵腔、轉子與轉子之間有一定的間隙（0.1~0.15mm），互相不接觸，故不需油潤滑，也不會有油蒸氣
污染真空系統。也因為有間隙，它允許轉子高速轉動（可達3000r/min），從而可以制造出體積較小而抽速大的泵。羅茨泵不像旋片泵那樣對氣體進行壓縮，因而不需要排氣閥，可以抽除可凝性氣體。羅茨泵在很寬的壓力范圍（1.33×102~1.33Pa）內具有很大的抽速，因此它對揮發性的放氣及少量漏氣不敏感，也不怕真空系統突然損壞漏氣。但是羅茨泵的最大排氣壓力一般在4×103Pa以下，所以不能直接排人大氣，需要配前級真空泵串聯使用。羅茨泵和配作前級泵的油封機械泵組成泵組，可以獲得高抽速和大排氣量。凍干機中常采用此種設計方案。
