罗茨泵是一种双转子的容积式真空泵。在泵腔内有两个形状对称的转子，转子形状有两叶、三叶和四叶的。两个转子彼此朝相反方向旋转，由轴端齿轮驱动同步转动。转子彼此无接触，转子与泵腔壁也无接触，其间通常有0.15~1.0mm的间隙，泵腔靠间隙来密封。
由于罗茨泵泵腔内无摩擦，转子可高速运转，一般为1500~3000r/min，而且不必用润滑油，可实现无油清洁的抽气过程。泵的润滑部位仅限于轴承和齿轮，以及动密封处。泵没有往复运动部件，故可实现良好的动平衡。因而，罗茨泵运转平稳，转速高，尺寸小可获得大的抽速。 目前国内外的罗茨泵，多数为卧式结构，泵的进气口在上，排气口在下，这种卧式结构重心低，高速运转时稳定性好。罗茨泵的两个转子是通过一对高精度的齿轮来实现其相对同步旋转的。
泵的传动多为直联式的，大泵则有皮带传动的。电动机与传动齿轮，多设在转子轴的两侧，安装拆卸方便。主动轴传递的扭矩较大，轴要有足够的强度和刚度，轴与转子要固结牢靠。罗茨泵的密封很关键，主动轴外伸部分、两个转子的轴承与泵腔之间设有动密封，泵腔与各端盖设有静密封。 为了避免罗茨泵的误操作，一般多设有旁路溢流阀。根据对罗茨泵的特殊需要，也有将油的齿轮箱，轴承等部件与泵腔做成分离式结构的。
在罗茨泵的压缩过程中产生的热量被传到转子和泵体上。转子很难将热量传至泵外，而泵体的热量很容易被散失到周围大气中。因而转子与泵体之间就出现了温差。加剧了转子的热膨胀。当泵负荷增大时，转子膨胀会消失间隙，而被卡死。因此出现了气冷式罗茨泵，用冷却的气体或大气去直接冷却热态的转子，从而减少了转子与泵壳间的温差，提高了罗茨泵的抗热能力。
这种气冷式罗茨泵可用于高压差和高压缩比的情况下工作，这种泵的结构简单，冷却器与泵的出口相联，便于维修和更换。由于散热均匀，转子和泵体之间的间隙仍可保持很小，有利于泵容积效率的提高。
罗茨泵的压缩比或泵的进气口和出气口压强之比与压强有关，通常其最大值100Pa接近。在较高的压强下，泵的压缩比较小，这是由子游隙中的流导是随压强的升高而增加的。在较低的压强下，从理论上讲，压缩比应保持不变，但实际上却是下降的，出气和转子表面的粗糙度使得低压强下的压缩比有所损失。每当转子朝向高压强侧时，转子表面就会吸附气体，而当转子面向低压强侧时就释放出已吸附气体中的一部分。其最大压缩比为44。大型泵的压缩比要比小型泵的高一些，因为大型泵的游隙所占空间与泵容积之比较小。像氮那样的轻的气体的压缩比要比对空气的压缩比小15-20%。压缩比是个静态量，是在流量为零的条件下侧得的。测量时，泵的进气口是被封住的并接上一个压强规，排气口与一合粗抽泵相接，并对整个系统进行抽气。将气体放入罗茨泵与旋片泵连接的前级管路内，在罗茨泵排气口处 侧量压强P(前级压强)，在进气口处测呈压强P1。压缩比由P/P1得出。
罗茨泵使用需要注意的误区
1、罗茨真空泵使用必须配备前级泵，罗茨泵不可以单独使用。
2、罗茨泵多用在罗茨真空机组中，它的作用是提高抽速和前级泵的真空度。罗茨泵在与前级泵连接的中配需配备旁通阀，这样可以有效的保护罗茨泵，如果前级泵的抽气不稳定或者其他因素导致整个机组的工作不正常带有旁通阀的罗茨泵此时会起到保护罗茨泵的作用，从而延长整个真空机组的寿命。上海飞鲁生产的罗茨真空泵都配备有旁通阀，用户可以放心使用。
3、在选择罗茨泵的时候需要注意的是罗茨泵的易损件密封方式是哪一种，罗茨泵采用的都是机械密封的方式，这样可以有效的提高罗茨泵的工作效率，如果罗茨泵的密封方式选择轴套密封的话工作效率则会大大降低，在选择罗茨泵的时候需要特别注意。
4、罗茨泵在使用过程中如果导致真空度降低，此时需要检查不可缺少的一点是罗茨泵转子之间的间隙是否有所变化，如果罗茨泵的转子间隙变大，则需要更换罗茨泵，因为此类罗茨泵在生产加工过程中没有对罗茨泵转子做静动平衡，或者是采用轴套密封的。