اصل کار یک رله خلاء شامل استفاده از کنتاکت های تحریک در یک مدار کنترل برای ایجاد یک مانع شارژ قطعه بندی شده در شکاف بین کاتد و شبکه است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس معکوس کافی در این شکاف اعمال می شود، باعث تخلیه تاج بین کاتد و آند می شود و در نتیجه باعث هدایت لوله خلاء می شود. این فرآیند مشابه مکانیسم یک رله معمولی است که در آن ضربه الکتریکی انرژی ذخیره شده در سیم پیچ را به میدان مغناطیسی تبدیل می کند.
رله خلاء به عنوان یک دستگاه سوئیچینگ الکترونیکی{0}}با دقت،-بالا{1}}با سرعت-بالا-و ظرفیت{3}}بالا، عمدتاً برای اهداف کنترلی در طیف وسیعی از مدارهای الکتریکی استفاده میشود. عملکرد اصلی آن حمل و کنترل سیگنالها در مدارهای کنترلی-جریان کم- است که در نتیجه سوئیچینگ عملکردهای مختلف را تسهیل میکند و حفاظت مدار را فراهم میکند. رلههای خلاء با هر دو سیستم AC و DC سازگار هستند و مخصوصاً برای کاربردهای تخصصی مانند درایوهای فرکانس متغیر، سیستمهای اتوماسیون برق، فرآیندهای جداسازی گاز، و عملیات شارژ و دشارژ باتری مناسب هستند.