Vakuumske črpalkese uporabljajo v različnihvakuumski sistemi, skupaj s komorami in načini delovanja. V nekaterih primerih bo v eni aplikaciji uporabljenih več kot ena črpalka (zaporedno ali vzporedno). Črpalka s prisilno prostornino, ki prenaša plinsko obremenitev od sesalne odprtine do izstopne (izpušne) odprtine, se lahko uporabi za ustvarjanje delnega vakuuma, pogosto znanega kot grobi vakuum. Takšne črpalke lahko zaradi svojih mehanskih omejitev dosežejo le nizek vakuum. Druge postopke, običajno v zaporedju, je treba pozneje uporabiti za ustvarjanje večjega vakuuma (običajno po uporabi črpalke z negativnim izpodrivom za ustvarjanje hitrega vakuuma). Za podporo difuzijski črpalki bi lahko uporabili oljno zaprto črpalko z vrtljivimi lopaticami (najpogostejša črpalka s pozitivnim izpodrivom), za podporo turbomolekularne črpalke pa bi lahko uporabili suho spiralno črpalko. Obstajajo tudi druge kombinacije, odvisno od zahtevane jakosti vakuuma.
Visok vakuum je težko doseči, ker je treba natančno preučiti značilnosti izločanja plinov in parnega tlaka vseh materialov, ki so izpostavljeni vakuumu. Olja, masti in plastična ali gumijasta tesnila, ki se uporabljajo kot tesnila vakuumske komore, na primer ne smejo vreti, ko pridejo v stik z vakuumom; sicer bodo nastali plini preprečili doseganje ustrezne stopnje vakuuma. Vse površine, ki so izpostavljene vakuumu, je treba pogosto pražiti na visoki temperaturi, da se odstranijo absorbirani plini.
Sušenje pred vakuumskim črpanjem lahko prav tako pomaga preprečiti izločanje plinov. Kovinske komore s kovinskimi tesnilnimi tesnili, kot so Kleinove prirobnice ali ISO prirobnice, so pogostejše pri tesnilih komor z visokim vakuumom kot gumijasta tesnila, ki so pogostejša pri zapiralih komor z nizkim vakuumom. Sistem mora biti čist in brez organskih ostankov, da se zmanjša izločanje plinov. Vsi materiali, trdni ali tekoči, imajo nizek parni tlak, in ko vakuumski tlak pade pod ta parni tlak, postane izločanje plinov kritično. Posledično se lahko številni materiali, ki dobro delujejo pri nizkih vakuumih, kot je epoksi, izločajo pline pri višjih vakuumih. S temi zaščitnimi ukrepi je mogoče doseči vakuum 1 mPa z različnimi molekularnimi črpalkami. Z ustrezno zasnovo in delovanjem je mogoče doseči 1 µPa.
Črpalke različnih vrst se lahko uporabljajo zaporedno ali vzporedno. Črpalka s pozitivnim izpodrivom bi se uporabila za odstranitev večine plina iz komore v standardnem zaporedju črpanja, začenši pri atmosferi (760 Torr, 101 kPa) in vse do 25 Torr (3 kPa). Tlak bi nato z sorpcijsko črpalko (10 mPa) znižali na 104 Torr. Za zmanjšanje tlaka na 108 Torr (1 Pa) bi uporabili kriočrpalko ali turbomolekularno črpalko. Pod 106 Torr se lahko sproži dodatna ionska črpalka za odstranjevanje plinov, ki jih kriočrpalka ali turbočrpalka ne zmoreta, kot sta helij ali vodik.
Za ultra visok vakuum so pogosto potrebni oprema, izdelana po meri, strogi operativni postopki in precejšnja količina poskusov in napak. Najpogostejši so vakuumski sistemi iz nerjavečega jekla z vakuumskimi prirobnicami s kovinskim tesnilom. Za začasno povečanje parnega tlaka vseh elementov, ki izločajo pline v sistemu, in njihovo vrenje, je sistem običajno pečen, idealno pod vakuumom. To odplinjevanje sistema se lahko izvede tudi pri sobni temperaturi, če je potrebno, čeprav bo trajalo precej dlje. Sistem je mogoče ohladiti, da se znižajo parni tlaki, da se zmanjša preostalo odplinjanje med dejanskim delovanjem, potem ko je glavnina odplinjenih materialov odkuhana in izpraznjena. Tekoči dušik se uporablja za hlajenje nekaterih sistemov globoko pod sobno temperaturo, da se ustavi preostalo izločanje plinov in hkrati kriočrpa sistem.
V sistemih z ultra visokim vakuumom je treba obravnavati nekatere nenavadne poti uhajanja in vire izpuščanja plinov. Absorpcija vode aluminija in paladija postane nevzdržen vzrok za izločanje plinov, zato je treba obravnavati celo trde kovine, kot sta nerjavno jeklo in vpojnost titana. V hudem vakuumu bodo nekatera olja in masti zavrela. Morda bo treba obravnavati poroznost kovinskih sten vakuumske komore in smer zrn kovinskih prirobnic.
Upoštevati je treba vpliv velikosti molekule. Manjše molekule lažje prodrejo in jih absorbirajo posebni materiali; zato so molekularne črpalke manj učinkovite pri črpanju plinov z manjšimi molekulskimi masami. Čeprav lahko sistem odstrani dušik (glavno sestavino zraka) do ustreznega vakuuma, sta lahko v komori še vedno prisotna ostanka okoljskega vodika in helija. Težave z izločanjem plinov se pojavijo v posodah, obloženih z materialom, ki je zelo prepusten za pline, kot je paladij (vodikova goba z visoko zmogljivostjo).
