低溫幫浦是讓氣體分子在冷卻至極低溫的表面上凝結、吸附以進行排氣的「儲存式」真空幫浦。與將氣體推出外部的渦輪分子幫浦或乾式幫浦不同，它是在幫浦內部捕捉氣體以形成真空，因此可動部件不暴露於排氣路徑，能獲得極為潔淨、振動極小的高真空。
其結構由以氦冷凍機（GM冷凍機）冷卻至10～20K的第2段低溫面板，以及約80K的第1段輻射屏蔽構成。水蒸氣在80K凝結，氮、氧、氬在10～20K凝結；氫、氦、氖不會凝結，因此以活性碳等吸附劑捕捉。特別是對水蒸氣的排氣速度非常大，是相對於其他方式的明確優勢。
在半導體領域的代表性用途為PVD（濺鍍）設備與離子佈植設備。這些用途需要在處理大量Ar的同時維持高真空，且忌諱油或潤滑劑造成的污染，正適合使用低溫幫浦。由於振動小，與需要精密載台控制的設備也相當契合。
正因為是儲存式，必須在捕捉的氣體飽和前定期進行「再生（regeneration）」。其流程是將面板升溫以釋放氣體，以粗抽幫浦排出後再重新冷卻，這段期間該排氣系統無法使用。運用上會依製程氣體量估算再生週期，並納入生產計畫。由於有儲存可燃性氣體的風險，對象氣體的選定與安全設計也很重要。
供應以住友重機械體系、Brooks/Edwards體系的廠商為主，GM冷凍機技術是競爭力的核心。依設備用途，渦輪分子幫浦與低溫幫浦會擇一或併用。