真空炉是利用热媒水的相变进行热交换的，燃料燃烧释放出的热量被热媒水吸收，当温度上升至某真空状态下的饱和温度时，蒸发成饱和和蒸汽，完成一次相变过程。凝结水流进蒸发室继续吸热，完成相变循环。真空热水锅炉的下部结构由燃烧室和传热管束组成；上部为真空室，其中插入了U型管热交换器；真空室外接抽气单元，使真空室保持稳定的真空度，并将真空室内不凝结气体抽出，提高U型热交换器的换热效率。
优点
1）消除了加热过程中工件表面的氧化、脱碳，可获得无变质层的清洁表面。这对于那些在刃磨时仅磨一面的刀具（如麻花钻磨削后使沟槽表面的脱碳层直接暴露于刃口）切削性能的改善关系较大。
2）对环境没有污染，不需进行三废处理。
3）炉温测定、监控精度明显提高。热电偶的指示值与炉温温度达到±1.5°c。但炉内大批工件不同部位的温差较大，若采用稀薄气体强制循环，仍可控制在±5°c温差范围内。
4）机电程度高。在温度测控精度提高的基础上，工件移动、气压调节、功率调节等均可预先编程设定，按步骤实施淬火和回火。
5）能耗显著低于盐浴炉。现代*的真空炉加热室采用优良隔热材料制成的隔热墙和屏障，可将电热能量高度集中于加热室内，节能。