空氣冷卻在眾多類型真空泵中都得到廣泛的應用，同樣好凱德羅茨真空泵也有采用這種設計。為了能夠了解羅茨真空泵空氣冷卻原理，我們可以從羅茨泵浦排氣的一側的空氣流動情況來了解。不同于其他類型泵浦，羅茨真空泵的抽氣不是連續抽取的過程，而是突然抽氣的過程，當泵浦運行時，吸入的氣體也隨轉子轉動而被封閉于Ao腔內，轉子在不停旋轉，使A o腔內的氣體突然與排氣口接通。在此時，羅茨真空泵排氣口的壓力達到一定壓力，氣體由于壓力的作用又返回腔體內，最終隨著轉子的旋轉其他被排除，通過這樣一種工作過程，轉子如同進行了四次的排氣過程。

羅茨真空泵由于輸送和壓縮氣體而產生熱量，這些熱量必須從轉子傳至殼體西熬發。但在低壓下，氣體對熱的傳導和對流性能極差，致使轉子吸收的熱量不易散出，造成轉子溫度永遠高于殼體的溫度。由于轉子的熱膨脹，使轉子與轉子間、轉子與泵殼間的間隙減少，特別在壓差也高的情況下，尤為嚴重，甚至造成轉子卡死，使泵損壞。為了使羅茨泵在較高的壓差下工作，以擴大使用范圍，增加泵的可靠性，就必須設法散出轉子產生的熱量，也就是說要對轉子進行冷卻。

我們也通過泵浦氣體的流動情況進行一個設想來了解空氣冷卻對羅茨真空泵作用原理。如果每次返沖到泵腔中的氣體是冷的，則可以在高溫的泵腔內吸收大量的熱量，這些吸收了熱量的氣體又在轉子的繼續壓縮中排出，從而會達到對轉子冷卻的目的。

一般說來，羅茨真空泵采用空氣冷卻之后，可將壓差提高V FoTorr，而不加冷卻器一般只能達到15- 30Torr，這種冷卻方法與環境溫度有關系，環境溫度高吸入的氣體溫度就高，則冷卻效果就不好。此外，這種方法只能避免高壓差產生的高熱，而不能防止泵壓縮過程中發熱，而引起間隙變小的問題，所以受泵本身間隙的限制。

當然空氣冷卻也會借助一定輔助設施來達到空氣冷卻這樣一個機理，例如在羅茨真空泵排氣口設置密集的冷卻片，冷卻片用冷水管進行冷卻，或在泵的排氣口處直接安裝冷卻水管，這樣排氣口處的氣體就會降溫，這種冷卻方法能有效地散出羅茨泵轉子在壓縮氣體中所產生的熱量。而且當排氣壓力較高時，因氣體分子的密度大，使熱傳導性能更好，其冷卻效果也好些。使用這種方法能保證泵在較高的壓差下工作。

在高強度的運行環境下，羅茨真空泵泵腔壓力增大，同時轉子和殼體溫差不斷增高，這直接的影響是導致間隙不斷增大，這樣會導致泵浦內逆流增大，最終導致羅茨泵抽速下降。為了使羅茨真空泵能在更高壓下的工作環境下工作，也可以采用其他更有效的空氣冷卻方式，可通過油循環來進行冷卻，這種冷卻方式是通過在泵軸兩端分別有油孔、油徑軸頭打入，經轉子內壁再從另一端排出。冷卻油除冷卻轉子外，還潤滑齒輪和軸承。這種冷卻效果較好，泵在運轉時轉子溫度低于外殼的溫度，大泵常采用這種方式。例如在80 Torr壓差下工作時，一羅茨泵轉子溫度較外殼低78t，同時還發現泵負荷愈重時；則向隙愈大，這是PR為轉子用油冷卻，溫度比殼體低，負荷愈大，殼體膨脹愈厲害，軸間距加大，所以間隙分增大。

有些好凱德羅茨真空泵也通過水進行冷卻，由于這種冷卻方式的運用，我們通常把這種羅茨真空泵叫做濕式羅茨真空泵，這種冷卻方式的原理就是，在單級或者是雙極機械真空泵壓縮空氣后，利用組合消音器傳送，這也是利用了綜合吸收及有相位差的原理進行的。