หลักการทำงานของถ้วยดูดกระจกสูญญากาศนั้นส่วนใหญ่แล้วจะขึ้นอยู่กับหลักการของความดันบรรยากาศและเทคโนโลยีสูญญากาศ เมื่อถ้วยดูดสัมผัสใกล้ชิดกับพื้นผิวกระจก อากาศในถ้วยดูดจะถูกดูดออกด้วยวิธีการบางอย่าง (เช่น การใช้ปั๊มสูญญากาศ) จึงทำให้เกิดสภาวะสูญญากาศภายในถ้วยดูด เนื่องจากความดันอากาศภายในถ้วยดูดนั้นต่ำกว่าความดันบรรยากาศภายนอก ความดันบรรยากาศภายนอกจึงสร้างความดันเข้าด้านใน ทำให้ถ้วยดูดยึดติดกับพื้นผิวกระจกได้อย่างแน่นหนา

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถ้วยดูดสัมผัสกับพื้นผิวกระจก อากาศภายในถ้วยดูดจะถูกดึงออก ทำให้เกิดสุญญากาศ เนื่องจากไม่มีอากาศอยู่ภายในถ้วยดูด จึงไม่มีแรงดันบรรยากาศ แรงดันบรรยากาศภายนอกถ้วยดูดจะมากกว่าแรงดันภายในถ้วยดูด ดังนั้น แรงดันบรรยากาศภายนอกจะสร้างแรงเข้าด้านในต่อถ้วยดูด แรงนี้ทำให้ถ้วยดูดติดกับพื้นผิวกระจกอย่างแน่นหนา

นอกจากนี้ ถ้วยดูดสูญญากาศยังใช้หลักการของกลศาสตร์ของไหล ก่อนที่ถ้วยดูดสูญญากาศจะดูดซับ ความดันบรรยากาศที่ด้านหน้าและด้านหลังของวัตถุจะเท่ากัน โดยทั้งสองอยู่ที่ความดันปกติ 1 บาร์ และความแตกต่างของความดันบรรยากาศคือ 0 นี่คือสถานะปกติ หลังจากถ้วยดูดสูญญากาศถูกดูดซับ ความดันบรรยากาศบนพื้นผิวของถ้วยดูดสูญญากาศของวัตถุจะเปลี่ยนไปเนื่องจากผลการอพยพของถ้วยดูดสูญญากาศ ตัวอย่างเช่น จะลดลงเหลือ 0.2 บาร์ ในขณะที่ความดันบรรยากาศในพื้นที่ที่สอดคล้องกันอีกด้านหนึ่งของวัตถุยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและยังคงเป็นความดันปกติ 1 บาร์ ด้วยวิธีนี้ จึงมีความแตกต่างของความดันบรรยากาศที่ด้านหน้าและด้านหลังของวัตถุ 0.8 บาร์ ความแตกต่างนี้คูณด้วยพื้นที่ที่มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมโดยถ้วยดูดคือกำลังดูดสูญญากาศ แรงดูดนี้ช่วยให้ถ้วยดูดยึดติดกับพื้นผิวกระจกได้แน่นขึ้น โดยรักษาผลการดูดซับที่เสถียรแม้ในระหว่างการเคลื่อนที่หรือการทำงาน