真空ガラス吸盤の動作原理は、主に大気圧原理と真空技術に基づいています。吸盤がガラス面に密着すると、吸盤内の空気が何らかの手段（真空ポンプなど）によって排出され、吸盤内に真空状態が形成されます。吸盤内の空気圧は外部の大気圧よりも低いため、外部の大気圧が内圧を発生させ、吸盤がガラス面にしっかりと密着します。

具体的には、吸盤がガラス面に接触すると、吸盤内の空気が引き出され、真空状態になります。吸盤内には空気がないため、大気圧は存在しません。吸盤の外側の大気圧は吸盤内の大気圧よりも高いため、外側の大気圧によって吸盤には内向きの力が働き、この力によって吸盤はガラス面にしっかりと吸着します。

また、真空ガラス吸盤は流体力学の原理も利用しています。真空吸盤が吸着する前は、物体の表裏の気圧は同じで、どちらも1bar常圧であり、気圧差は0です。これは正常な状態です。真空吸盤が吸着した後、物体の真空吸盤の表面の気圧は真空吸盤の排気効果により変化し、例えば0.2barに低下します。一方、物体の反対側の対応する領域の気圧は変化せず、依然として1bar常圧です。このように、物体の表裏の気圧には0.8barの差があります。この差に吸盤が覆う有効面積を掛け合わせたものが真空吸引力です。この吸引力により、吸盤はガラス表面にしっかりと密着し、移動中や操作中でも安定した吸着効果を維持します。