许多金属元素，如钽、钛、钼、钡、钨等在真空中加热升华(或蒸发)形成的沉积薄膜，分别对不同的气体具有不同的化学吸附性能。其中以钽的吸气性能最好，其次是钛和钼。但钽和钼需要很高的蒸发温度，故常用钛作为吸气材料。钛升华泵便是利用这种特性对气体抽气的装置。钛膜只能吸附活性气体(氮、氧、一氧化碳、氢等)，而不能吸附惰性气体(氦、氖等)。且钛膜温度愈低，其吸气性能愈大；钛膜表面积愈大，吸附的气体分子数愈多。因此，钛升华泵常采用泵壁被液氮冷却、钛连续升华(在超高真空范围内，为节省钛，可间断升华)，以不断获得新的冷却钛膜，对气体吸附、覆盖、吸附之形式来抽气．目前常用的钛蒸发器有钛丝缠绕式、钛钼合金丝式、薄壳钛球式、电子轰击式等。
钛升华泵常用作大型真空系统的主泵。目前抽速可达每秒数万升以上，工作压强范围为10-3～10-11乇以下。另外，它常与溅射离子泵组合使用，升华泵专抽活性气体，溅射离子泵则抽除惰性气体，并在真空度较低时，短时间点燃升华泵的大量升华钛，使压强迅速下降，以助溅射离子泵启动。
