หลักการทำงานของรีเลย์สุญญากาศเกี่ยวข้องกับการใช้หน้าสัมผัสกระตุ้นภายในวงจรควบคุมเพื่อสร้างแผงกั้นประจุแบบแบ่งส่วนภายในช่องว่างระหว่างแคโทดและกริด เมื่อแรงดันไบแอสย้อนกลับเพียงพอถูกจ่ายผ่านช่องว่างนี้ จะกระตุ้นให้เกิดการปล่อยโคโรนาระหว่างแคโทดและแอโนด ส่งผลให้หลอดสุญญากาศดำเนินการได้ กระบวนการนี้คล้ายคลึงกับกลไกในรีเลย์ทั่วไป โดยแรงกระตุ้นไฟฟ้าจะแปลงพลังงานที่เก็บไว้ในขดลวดให้เป็นสนามแม่เหล็ก
เนื่องจากเป็นอุปกรณ์สวิตชิ่งอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำสูง- เชื่อถือได้สูง - ความเร็วสูง และ- ความจุสูง รีเลย์สุญญากาศจึงถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการควบคุมวงจรไฟฟ้าที่หลากหลายเป็นหลัก หน้าที่หลักของมันคือการส่งผ่านและควบคุมสัญญาณภายในวงจรควบคุมกระแสต่ำ-กระแสและกำลังต่ำ- ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการสลับฟังก์ชันต่างๆ และให้การป้องกันวงจร รีเลย์สุญญากาศเข้ากันได้กับทั้งระบบ AC และ DC และเหมาะอย่างยิ่ง-สำหรับการใช้งานเฉพาะทาง เช่น ไดรฟ์ความถี่แปรผัน ระบบไฟฟ้าอัตโนมัติ กระบวนการแยกก๊าซ และการชาร์จและการคายประจุแบตเตอรี่