O princípio de funcionamento da ventosa de vidro a vácuo baseia-se principalmente no princípio da pressão atmosférica e na tecnologia de vácuo. Quando a ventosa entra em contato próximo com a superfície do vidro, o ar em seu interior é extraído por algum meio (como uma bomba de vácuo), criando assim um vácuo em seu interior. Como a pressão do ar dentro da ventosa é menor que a pressão atmosférica externa, esta última gera uma pressão interna, fazendo com que a ventosa adira firmemente à superfície do vidro.

Especificamente, quando a ventosa entra em contato com a superfície de vidro, o ar em seu interior é expelido, criando um vácuo. Como não há ar dentro da ventosa, não há pressão atmosférica. A pressão atmosférica externa é maior que a interna, portanto, a pressão atmosférica externa exerce uma força interna sobre a ventosa. Essa força faz com que a ventosa adira firmemente à superfície de vidro.

Além disso, a ventosa de vidro a vácuo também utiliza o princípio da mecânica dos fluidos. Antes da sucção a vácuo, a pressão atmosférica na frente e no verso do objeto é a mesma, ambas a 1 bar de pressão normal, e a diferença de pressão atmosférica é zero. Este é o estado normal. Após a sucção a vácuo, a pressão atmosférica na superfície do objeto, em contato com a ventosa, se altera devido ao efeito de vácuo da ventosa; por exemplo, ela é reduzida para 0,2 bar; enquanto a pressão atmosférica na área correspondente do outro lado do objeto permanece inalterada, mantendo-se a 1 bar de pressão normal. Dessa forma, há uma diferença de 0,8 bar na pressão atmosférica entre a frente e o verso do objeto. Essa diferença, multiplicada pela área efetiva coberta pela ventosa, resulta na força de sucção a vácuo. Essa força de sucção permite que a ventosa adira com mais firmeza à superfície do vidro, mantendo um efeito de adsorção estável mesmo durante movimentos ou operações.