超高真空应用领域非常广泛，这里我们列举了和表面物理研究关系最密切的几种，包括磁控溅射、激光脉冲沉积、分子束外延、表面分析和粒子加速器。

分子束外延和表面分析领域广泛使用超高真空技术，各种类型的分子束外延设备、光电子能谱和扫描隧道显微镜等制备表征系统都在这个范围内工作。由于真空系统在系统建设成本中往往占据相当大的比例，如何选择合适的泵组并通过恰当的方式迅速获得尽可能好的真空度，是困扰相关领域的普遍问题。

粒子加速器对真空要求最为苛刻，但因为整体系统造价较高，真空泵组不是成本的主要构成，一般尽可能配置较好的真空泵，加之加速器的腔体内一般没有污染源，真空度通常会达到极高真空的范围。

磁控溅射因为机制问题，蒸镀过程中产生的污染较大，通常不会追求特别高的真空度，一般用分子泵组即可满足使用条件。近年来，随着技术的不断进步和研究需求的进一步发展，磁控溅射系统的真空度持续提高，超高真空相关技术也在不断进入这一领域。

激光脉冲沉积（PLD）技术过去对真空度的需求介于分子束外延和磁控溅射之间，近年来由于与分子束外延（MBE）技术逐渐融合，真空度要求也在不断提高。激光分子束外延（LMBE）就是在PLD中融入了MBE的超高真空技术。