Pompa dyfuzyjna to urządzenie przeznaczone do pompowania gazów za pomocą strumienia pary o dużej prędkości jako medium transportowego. Proces ten zachodzi w wyniku tego, że gazy opierają się dyfuzji w strumieniu pary i mają większą skłonność do poruszania się wraz z nią. Pompy dyfuzyjne charakteryzują się bardzo niskimi ciśnieniami roboczymi, a dokładniej wysokimi wartościami podciśnienia, które mogą sięgać 10-10 mbar. Para używana do transportu gazu jest zazwyczaj produktem wrzenia specjalistycznych olejów, takich jak olej silikonowy, w sekcji grzałki pompy. Para kierowana przez zespół dyszy pompy znacznie przyspiesza i wciąga gaz przez punkt tłoczenia pompy.
Charakterystyczną cechą gazów, która stanowi podstawę działania pompy dyfuzyjnej, jest ich skłonność nie do dyfuzji lub mieszania się ze strumieniem pary, ale raczej do przemieszczania się wraz z nią. Widać to wyraźnie, gdy para wychodzi przez okno lub komin. Gdy to robi, porusza wraz z nim słup powietrza, powodując w ten sposób cyrkulację powietrza w przestrzeni. Chociaż jest to dość skromny zakres, jest to dobry przykład działania koncepcji pompy dyfuzyjnej. Główną różnicą między pracą pompy a chłodnym powiewem w łazience jest jednak prędkość, z jaką porusza się para. Aby pompa dyfuzyjna mogła osiągnąć swój pełny potencjał, para używana jako medium transportowe jest przyspieszana do bardzo dużych prędkości.
Pompy dyfuzyjne to bardzo proste urządzenia bez ruchomych części; dzięki temu są wyjątkowo długowieczne i łatwe w utrzymaniu. Główne sekcje na typowym przykładzie składają się z sekcji grzejnika, w której wytwarzana jest para, wlotu pompowanego gazu, szeregu dysz i wylotu. Elementy wtórne składają się z wężownic chłodzących i kanałów powrotnych oleju. Materiał parowy jest podgrzewany do temperatury wrzenia w sekcji grzejnika, a powstała para jest kierowana do sekcji dyszy. Tam para przyspiesza przed przejściem przez wlot pompowanego gazu, gdzie wciąga gaz do kanału wylotowego.
W kanale wylotowym para jest chłodzona i ponownie skrapla się do cieczy. Przyspieszony gaz następnie opuszcza wewnętrzną część pompy, gdzie powraca do ciśnienia atmosferycznego i jest odprowadzany. Ponownie skondensowany olej przepływa z powrotem do sekcji grzewczej. Materiały parowe w pompie dyfuzyjnej to zazwyczaj oleje na bazie silikonu, chociaż rtęć jest często używana we wrażliwych zastosowaniach laboratoryjnych, w których zanieczyszczenie olejem jest niepożądane.