真空ガラス吸盤の動作原理は、主に大気圧の原理と真空技術に基づいています。吸盤がガラス表面に密着すると、何らかの手段（真空ポンプなど）によって吸盤内部の空気が吸引され、吸盤内部が真空状態になります。吸盤内部の空気圧は外部の大気圧よりも低いため、外部の大気圧が吸盤内部に内向きの圧力を発生させ、吸盤がガラス表面にしっかりと吸着します。

具体的には、吸盤がガラス面に接触すると、吸盤内部の空気が吸い出され、真空状態になります。吸盤内部に空気がないため、大気圧は発生しません。吸盤外部の大気圧は吸盤内部の大気圧よりも高いため、外部の大気圧が吸盤に内向きの力を加えます。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。

さらに、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、物体の前面と背面の気圧はどちらも1バールの標準気圧で同じであり、気圧差は0です。これが通常の状態です。真空吸盤が吸着すると、真空吸盤の真空効果により、物体の真空吸盤表面の気圧が変化し、例えば0.2バールに低下します。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1バールの標準気圧です。このようにして、物体の前面と背面の気圧差は0.8バールになります。この差に吸盤が覆う有効面積を乗じ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。