Tyhjiötoimilaite on mekanismi, joka syöttää kytkentä- tai aktivointivoiman toissijaiselle laitteelle sisäisen männän tai kalvon tyhjiön aiheuttaman liikkeen kautta. Nämä toimilaitteet löytyvät tyypillisesti koneista tai prosesseista, jotka tuottavat tyhjiötä käytön aikana, kuten automoottoreista. Tyhjiötoimilaite koostuu pienestä, suljetusta kammiosta, joka on varustettu tiiviillä männällä tai lukituskalvolla. Toimilaitteen tanko on kiinnitetty mäntään tai kalvoon ja kulkee ulos kammiosta toissijaiseen laitteeseen liittämistä varten. Kammion aukko on kytketty koneen tyhjiötä tuottavaan osaan, ja kun tyhjiö kasvaa asetettuun pisteeseen, mäntä imetään aukkoa kohti, jolloin saadaan aikaan suunniteltu käyttövoima.
Toimilaitteet tarjoavat etätyötä kytkemällä, siirtämällä tai aktivoimalla toissijaisia mekanismeja. On olemassa monia erityyppisiä toimilaitteita aina yksinkertaisista sähkömagneettisista solenoideista erittäin tarkkoihin servomoottoreihin. Nämä laitteet käyttävät erilaisia virtalähteitä, kuten sähkövirtaa, hydraulista painetta tai paineilmaa. Tyhjiötoimilaite on hyvin erityinen käyttölaite, joka käyttää toimilaitteesta peräisin olevaa tyhjölähdettä teholähteeksi. Yleisiä sovelluksia näille toimilaitteille ovat erilaiset moottoritoiminnot autoissa ja komponenttien aktivointi ilmastointijärjestelmissä.
Perusperiaate, jolla tyhjiötoimilaite toimii, on melko yksinkertainen, ja se voidaan nähdä käytännössä tavallisessa juomapillissä. Kun olkea imetään, sen sisälle syntyy tyhjiö, joka vetää nesteen ylöspäin imulähdettä kohti. Tyhjiötoimilaite koostuu ilmatiiviisti suljetusta kammiosta, jonka sisällä on mäntä tai kalvo. Mäntä tai kalvo on puolestaan kytketty toimilaitteen tankoon, joka siirtää ulostuloliikkeen asianomaiselle järjestelmäkomponentille.
Tyhjiötoimilaitteen kammio on varustettu portilla toimilaitteen tankoa vastapäätä. Tämä portti kytketään sitten alipaineeseen. Kun tyhjiö kasvaa, se imee ilmaa ulos kammiosta vetäen männän tai kalvon porttia kohti samalla tavalla kuin oljessa oleva juoma. Männän tai kalvon liikkuessa liikkuu toimilaitteen tanko, joka tuottaa käyttöliikkeen prosessissa. Tämän liikkeen laajuus ja kesto ovat täysin riippuvaisia tyhjiön suuruudesta, mikä tekee tyhjiötoimilaitteesta kykenevän erittäin tarkasti muuntamaan syöttövoimat syntyneeseen lähtöön.