工作在10-5Pa以上的超高真空機組有擴散泵、分子泵超高真空機組和無油超高真空機組.該機組有如下特點:
①主泵極限真空度高，在10-7~10-8pa以上;
②能經受200~450℃的高溫烘烤;
③主泵返流氣體的分壓力很低;
④對被抽氣體選擇性強的主泵，要配備足夠大的輔助泵;
⑤要求真空室、管道、閥門等部件的材料出氣率很低，漏氣率很小。
(1)擴散泵超高真空機組
以擴散泵為主泵的超高真空機組的極限真空度為10-7~10-8Pa。
為減少來自擴散泵前級的氣體反擴散和阻擋機械泵油的反擴散對極限真空度的影響，可在擴散泵前級申聯一臺抽速小的擴散泵，以降低壓縮比，減小反擴散。如在擴散泵進氣口上邊增設鈦升華阱，可進一步降低來自擴散泵的氮氣分壓力，能獲得10-11Pa的超高真空。
(2)分子泵超高真空機組
以分子泵為主泵的超高真空機組其極限真空度為10-8Pa，特點是啟動快，油的污染小。
在機組內增加液氮冷阱，可以增大抽速。機械泵出口處設有水冷阱，可以防止油蒸氣進入系統。
(3)無油超高真空機組
不用油做工作液和不用有機材料密封的真空機組稱為無油超高真空機組。常用的主泵有低溫泵、鈦泵、濺射離子泵等，可得到極限真空度10-7~10-8Pa。與有油真空機組比較，它有如下優點:
①可獲得清潔真空、無污染源;
②當無油真空泵啟動后，即可隔離預抽泵;
③如突然抽氣停止，不會污染系統;
④無油、無聲、無振動，改善了工作環境;
⑤極限真空度高，抽速大，抽氣時間短。
