หลักการทำงานของถ้วยดูดกระจกสุญญากาศนั้นส่วนใหญ่อาศัยหลักการของความดันบรรยากาศและเทคโนโลยีสุญญากาศ เมื่อถ้วยดูดสัมผัสกับพื้นผิวกระจกอย่างใกล้ชิด อากาศภายในถ้วยดูดจะถูกดูดออกด้วยวิธีการบางอย่าง (เช่น การใช้ปั๊มสุญญากาศ) ทำให้เกิดสภาวะสุญญากาศภายในถ้วยดูด เนื่องจากความดันอากาศภายในถ้วยดูดต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอก ความดันบรรยากาศภายนอกจึงสร้างแรงดันเข้า ทำให้ถ้วยดูดยึดติดกับพื้นผิวกระจกได้อย่างแน่นหนา

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อถ้วยดูดสัมผัสกับพื้นผิวกระจก อากาศภายในถ้วยดูดจะถูกดึงออก ทำให้เกิดสุญญากาศ เนื่องจากไม่มีอากาศอยู่ภายในถ้วยดูด จึงไม่มีความดันบรรยากาศ ความดันบรรยากาศภายนอกถ้วยดูดสูงกว่าความดันภายในถ้วยดูด ดังนั้นความดันบรรยากาศภายนอกจึงสร้างแรงกดเข้าด้านในที่กระทำต่อถ้วยดูด แรงนี้ทำให้ถ้วยดูดยึดติดกับพื้นผิวกระจกอย่างแน่นหนา

นอกจากนี้ ถ้วยดูดสุญญากาศแบบดูดกระจกยังใช้หลักการกลศาสตร์ของไหลอีกด้วย ก่อนที่ถ้วยดูดสุญญากาศจะดูดซับ ความดันบรรยากาศด้านหน้าและด้านหลังของวัตถุจะเท่ากัน ทั้งสองข้างอยู่ที่ความดันปกติ 1 บาร์ และความแตกต่างของความดันบรรยากาศจะเป็น 0 ซึ่งถือเป็นสภาวะปกติ หลังจากถ้วยดูดสุญญากาศถูกดูดซับ ความดันบรรยากาศบนพื้นผิวของถ้วยดูดสุญญากาศของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงไปเนื่องจากผลของการดูดของถ้วยดูดสุญญากาศ เช่น ความดันจะลดลงเหลือ 0.2 บาร์ ในขณะที่ความดันบรรยากาศในพื้นที่ที่สอดคล้องกันอีกด้านหนึ่งของวัตถุยังคงเท่าเดิมและยังคงเป็นความดันปกติ 1 บาร์ ด้วยวิธีนี้ ความดันบรรยากาศด้านหน้าและด้านหลังของวัตถุจะต่างกัน 0.8 บาร์ ความแตกต่างนี้คูณด้วยพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพที่ถ้วยดูดครอบคลุมคือกำลังดูดสุญญากาศ แรงดูดนี้ช่วยให้ถ้วยดูดยึดติดกับพื้นผิวกระจกได้แน่นขึ้น ช่วยรักษาประสิทธิภาพการดูดซับให้คงที่แม้ในขณะเคลื่อนที่หรือใช้งาน