Nguyên lý làm việc của cốc hút thủy tinh chân không chủ yếu dựa trên nguyên lý áp suất khí quyển và công nghệ chân không. Khi cốc hút tiếp xúc gần với bề mặt kính, không khí trong cốc hút sẽ được hút ra thông qua một số phương tiện (chẳng hạn như sử dụng bơm chân không), từ đó hình thành trạng thái chân không bên trong cốc hút. Do áp suất không khí bên trong cốc hút thấp hơn áp suất khí quyển bên ngoài nên áp suất khí quyển bên ngoài sẽ tạo ra áp suất bên trong, làm cho cốc hút bám chắc vào bề mặt kính.

Cụ thể, khi cốc hút tiếp xúc với bề mặt kính, không khí bên trong cốc hút bị hút ra ngoài, tạo ra chân không. Vì không có không khí bên trong cốc hút nên không có áp suất khí quyển. Áp suất khí quyển bên ngoài cốc hút lớn hơn áp suất bên trong cốc hút nên áp suất khí quyển bên ngoài sẽ tạo ra lực hướng vào cốc hút. Lực này làm cho cốc hút bám chặt vào bề mặt kính.

Ngoài ra, cốc hút thủy tinh chân không còn sử dụng nguyên lý cơ học chất lỏng. Trước khi cốc hút chân không hấp phụ, áp suất khí quyển ở mặt trước và mặt sau của vật thể là như nhau, cả hai đều ở áp suất bình thường 1 bar và chênh lệch áp suất khí quyển là 0. Đây là trạng thái bình thường. Sau khi cốc hút chân không được hấp phụ, áp suất khí quyển trên bề mặt cốc hút chân không của vật thể thay đổi do hiệu ứng sơ tán của cốc hút chân không, ví dụ, nó giảm xuống còn 0,2 bar; trong khi áp suất khí quyển ở khu vực tương ứng ở phía bên kia của vật thể không thay đổi và vẫn là áp suất bình thường 1 bar. Bằng cách này, có sự chênh lệch 0,8 bar về áp suất khí quyển ở mặt trước và mặt sau của vật thể. Sự khác biệt này nhân với diện tích hiệu dụng được bao phủ bởi cốc hút là công suất hút chân không. Lực hút này giúp cốc hút bám chắc hơn vào bề mặt kính, duy trì hiệu quả hấp phụ ổn định ngay cả khi di chuyển, hoạt động.