O princípio de funcionamento da ventosa de vidro a vácuo é baseado principalmente no princípio da pressão atmosférica e na tecnologia de vácuo. Quando a ventosa está em contato próximo com a superfície do vidro, o ar na ventosa é extraído por alguns meios (como uma bomba de vácuo), formando assim um estado de vácuo dentro da ventosa. Como a pressão do ar dentro da ventosa é inferior à pressão atmosférica externa, a pressão atmosférica externa irá gerar uma pressão interna, fazendo com que a ventosa adira firmemente à superfície do vidro.

Especificamente, quando a ventosa entra em contato com a superfície do vidro, o ar dentro da ventosa é puxado para fora, criando um vácuo. Como não há ar dentro da ventosa, não há pressão atmosférica. A pressão atmosférica fora da ventosa é maior do que dentro da ventosa, portanto a pressão atmosférica externa produzirá uma força para dentro da ventosa. Essa força faz com que a ventosa grude firmemente na superfície do vidro.

Além disso, a ventosa de vidro a vácuo também utiliza o princípio da mecânica dos fluidos. Antes da ventosa a vácuo ser adsorvida, a pressão atmosférica na frente e atrás do objeto é a mesma, ambas com pressão normal de 1 bar, e a diferença de pressão atmosférica é 0. Este é um estado normal. Após a ventosa a vácuo ser adsorvida, a pressão atmosférica na superfície da ventosa a vácuo do objeto muda devido ao efeito de evacuação da ventosa a vácuo, por exemplo, é reduzida para 0,2 bar; enquanto a pressão atmosférica na área correspondente do outro lado do objeto permanece inalterada e ainda é 1 bar de pressão normal. Desta forma, há uma diferença de 0,8 bar na pressão atmosférica na frente e atrás do objeto. Essa diferença multiplicada pela área efetiva coberta pela ventosa é a potência de sucção a vácuo. Esta força de sucção permite que a ventosa adira com mais firmeza à superfície do vidro, mantendo um efeito de adsorção estável mesmo durante o movimento ou operação.