Das Funktionsprinzip eines Vakuumrelais besteht darin, Erregerkontakte innerhalb eines Steuerkreises zu nutzen, um eine segmentierte Ladungsbarriere innerhalb der Lücke zwischen Kathode und Gitter aufzubauen. Wenn über diesen Spalt eine ausreichende Sperrvorspannung angelegt wird, löst dies eine Koronaentladung zwischen der Kathode und der Anode aus, wodurch die Vakuumröhre leitend wird. Dieser Vorgang ähnelt dem Mechanismus eines herkömmlichen Relais, bei dem der elektrische Impuls die in der Spule gespeicherte Energie in ein Magnetfeld umwandelt.
Als elektronisches Schaltgerät mit hoher{0}}Präzision, hoher{1}Zuverlässigkeit, hoher-Geschwindigkeit und hoher-Kapazität wird das Vakuumrelais hauptsächlich für Steuerungszwecke in einer Vielzahl elektrischer Schaltkreise eingesetzt. Seine Hauptfunktion besteht darin, Signale innerhalb von Steuerschaltkreisen mit geringem Strom und geringer Leistung zu übertragen und zu steuern, wodurch das Schalten verschiedener Funktionen erleichtert und Schaltkreisschutz bereitgestellt wird. Vakuumrelais sind sowohl mit Wechselstrom- als auch mit Gleichstromsystemen kompatibel und eignen sich besonders gut-für spezielle Anwendungen wie Frequenzumrichter, Energieautomatisierungssysteme, Gastrennprozesse sowie Batterielade- und -entladevorgänge.