真空科学是一门基础科学和应用科学紧密结合的现代基础学科，它的主要研究对象是真空环境的结构和性质以及在这种环境中物质的相互作用、在不同真空度的低气压环境中，真空环境和各种物质发生相互作用，产生不同的效应．例如真空吸力、真空隔热和散热、真空蒸馏、真空防氧化、真空干燥、真空绝缘、真空脱气、保鲜、清洁、灭菌、检漏、稀薄气体放电、宇宙真空效应等都和该学科研究的主题有关．这些科学和技术知识已广泛用于电子、半导体、集成电路、冶金、食品、医药、运输、热处理、焊接、铸造、镀膜、检测、离子束、电子束、激光、微机电、可控热核反应及航空航天等领域，推动了近代科学技术进步及工农业的发展。真空科学技术已成为各行各业科技工作及工艺人员的*知识。学习掌握真空科学技术成为发展现代科学技术的必要条件。随着真空获得技术的发展，真空应用日渐扩大到工业和科学研究的各个方面。
真空应用是指利用稀薄气体的物理环境完成某些特定任务。有些是利用这种环境制造产品或设备，如灯泡、电子管和加速器等。 这些产品在使用期间始终保持真空;而另一些则仅把真空当作生产中的一个步骤，后产品在大气环境下使用，如真空镀膜、真空干燥和真空浸渍等。真空的应用范围极广，主要分为低真空、中真空、高真空和超高真空应用。低真空是利用低(粗)真空获得的压力差来夹持、提升和运输物料，以及吸尘和过滤，如吸尘器、真空吸盘 。
中真空一般用于排除物料中吸留或溶解的气体或水分、制造灯泡、真空冶金和用作热绝缘。如真空浓缩生产炼乳，不需加热就能蒸发乳品中的水分。
真空冶金可以保护活性金属，使其在熔化、浇铸和烧结等过程中不致氧化，如活性难熔金属钨、钼、钽、铌、钛和锆等的真空熔炼;真空炼钢可以避免加入的一些少量元素在高温中烧掉和有害气体杂质等的渗入，可以提高钢的质量。
高真空可用于热绝缘、电绝缘和避免分子电子、离子碰撞的场合。高真空中分子自由程大于容器的线性尺寸，因此高真空可用于电子管、光电管、阴极射线管、x 射线管、加速器、质谱仪和电子显微镜等器件中，以避免分子、电子和离子之间的碰撞。这个特性还可应用于真空镀膜 ，以供光学、电学或镀制装饰品等方面使用。
外层空间的能量传输与超高真空中的能量传输相似，故超高真空可用作空间模拟。在超高真空条件下，单分子层形成的时间长(以小时计)，这就可以在一个表面尚未被气体污染前 ，利用这段充分长的时间来研究其表面特性，如摩擦、粘附和发射等。