O pompă de difuzie este un dispozitiv conceput pentru a pompa gaze cu un jet de vapori de mare viteză ca mediu de transport. Acest proces are loc ca urmare a faptului că gazele rezistă difuziei în fluxul de vapori și sunt mai înclinate să se miște odată cu acesta. Pompele de difuzie se caracterizează prin presiuni de lucru foarte scăzute sau, mai exact, valori mari ale vidului care pot ajunge la 10-10 mbar. Vaporii utilizați pentru transportul gazului sunt de obicei produsul fierberii uleiurilor specializate, cum ar fi uleiul de silicon, în secțiunea de încălzire a pompei. Când sunt direcționați prin ansamblul duzei pompei, vaporii accelerează considerabil și trage gazul cu el prin punctul de refulare al pompei.
Caracteristica gazelor care stă la baza funcționării pompei de difuzie este înclinația lor de a nu difuza sau amesteca cu un curent de vapori, ci mai degrabă de a fi deplasate odată cu acesta. Acest lucru poate fi văzut clar de unde iese aburul de la o fereastră sau un coș de fum. În timp ce face acest lucru, mișcă o coloană de aer împreună cu ea, provocând astfel o circulație a aerului în spațiu. Deși destul de modestă ca măsură, acesta este un bun exemplu al conceptului de pompă de difuzie la lucru. Principala diferență între funcționarea pompei și briza rece din baie este viteza cu care se mișcă vaporii. Pentru ca o pompă de difuzie să-și atingă potențialul maxim, vaporii utilizați ca mediu de transport sunt accelerați la viteze extrem de mari.
Pompele de difuzie sunt dispozitive foarte simple, fără piese mobile; acest lucru le face deosebit de longevive și ușor de întreținut. Secțiunile principale ale unui exemplu tipic constau dintr-o secțiune de încălzire în care se produc vaporii, o intrare de gaz pompat, o serie de duze și o ieșire. Elementele secundare constau din serpentine de răcire și conducte de retur de ulei. Materialul de vapori este încălzit până la punctul de fierbere în secțiunea de încălzire, vaporii rezultați fiind direcționați în secțiunea duzei. Acolo, vaporii accelerează înainte de a trece prin intrarea gazului pompat, unde trage gazul în canalul de evacuare.
În canalul de evacuare, vaporii sunt răciți și se recondensează într-un lichid. Gazul accelerat iese apoi din secțiunea interioară a pompei unde revine la presiunea atmosferică și este evacuat. Uleiul recondensat curge apoi înapoi în secțiunea de încălzire. Materialele de vapori dintr-o pompă de difuzie sunt de obicei uleiuri pe bază de silicon, deși mercurul este adesea folosit în aplicații sensibile de laborator unde contaminarea cu ulei este nedorită.