Криогенный насос состоит из корпуса, в котором размещены криоголовка и система экранов и панелей. Криогенные насосы относятся к насосам конденсационного типа - откачка происходит за счет конденсации газов и паров поверхностью, охлажденной до сверхнизких (гелиевых) температур. Система экранов и панелей, охлаждаемых криоголовкой, образует несколько ступеней откачки. Первая ступень (на входе насоса) охлаждается до 60-100К служит для конденсации молекул водяного пара и тяжелых углеводородов. Вторая ступень охлаждается до 10-20К и предназначена для конденсации молекул аргона, азота, кислорода и других газов. Для адсорбции газов, которые не переходят в твердую фазу используется активированный уголь. Еще ниже располагается третья ступень откачки, содержащая гранулы углерода, адсорбирующие оставшиеся молекулы газа.