В фундаментальной науке вакуумная техника широко применяется в исследованиях в области физики, химии, материаловедения, аэрокосмической отрасли и других дисциплин.

• В исследованиях в области физики высоких энергий ускорители элементарных частиц используют вакуум для разгона частиц до чрезвычайно высоких энергий с целью их столкновения и изучения структуры атомов.
• В аэрокосмических исследованиях создаются экспериментальные установки, моделирующие условия космического пространства, что позволяет изучить условия и характеристики работы космических аппаратов в космосе и устранить потенциальные риски при полете.
• В исследованиях по применению ядерной энергии тепло, выделяемое при ядерном делении в вакуумной среде, используется для выработки электроэнергии.
• В материаловедении технологии роста тонких пленок, такие как молекулярно-лучевая эпитаксия, являются важнейшим инструментом исследований.

Кроме того, вакуумные технологии способствуют развитию исследований в таких областях, как квантовая физика, низкотемпературная сверхпроводимость и науки о жизни.