Vakuuminės relės veikimo principas apima sužadinimo kontaktų naudojimą valdymo grandinėje, kad būtų sukurta segmentuota įkrovimo barjera tarpe tarp katodo ir tinklo. Kai per šį tarpą taikoma pakankama atvirkštinio poslinkio įtampa, tarp katodo ir anodo atsiranda vainikinis išlydis, todėl vakuuminis vamzdis eina laidumu. Šis procesas yra analogiškas mechanizmui įprastoje relėje, kai elektros impulsas ritėje sukauptą energiją paverčia magnetiniu lauku.
Vakuuminė relė, kaip didelio-tikslumo, didelio-patikimumo, didelio-greičio ir didelės-našumo elektroninis perjungimo įtaisas, pirmiausia naudojama valdyti įvairias elektros grandines. Jo pagrindinė funkcija yra perduoti ir valdyti signalus mažos -srovės, mažos{6} galios valdymo grandinėse, taip palengvinant įvairių funkcijų perjungimą ir užtikrinant grandinės apsaugą. Vakuuminės relės suderinamos tiek su kintamosios, tiek su nuolatinės srovės sistemomis ir ypač gerai-tinka specializuotoms programoms, pvz., kintamo dažnio pavaroms, maitinimo automatizavimo sistemoms, dujų atskyrimo procesams ir akumuliatoriaus įkrovimo bei iškrovimo operacijoms.