خلاء به فضايي گفته مي شود که خالي از ماده باشد. در چنين حالتي مولکول هاي هوا که عامل ايجاد فشار مي باشند نيز وجود ندارند. اين تعريف ايده آل خلاء مي باشد.
در استفاده‌ی روزمره، خلأ حجمی از فضاست که اصولاً خالی از ماده باشد به‌گونه‌ای که فشار گاز در آن بسیار کمتر از فشار جَو باشد. می‌توان گفت مفهوم خلأ مطلق یا خلأ کامل با فشار گازِ دقیقاً صفر در آن تنها یک مفهوم فلسفی است و هرگز در عمل مشاهده نمی‌شود. فیزیکدان‌ها اغلب پیرامون نتایج آزمایشیِ ایده‌آلی بحث می‌کنند که امکان رخ دادن در خلأ کامل را، که برای سهولت آنرا خلأ یا فضای آزاد می‌نامند، دارند، و هنگامی که از خلأ نسبی صحبت می‌کنند منظورشان خلأ واقعی است.
کیفیت یک خلأ به میزان نزدیک شدن به خلأ کامل بستگی دارد. فشار گازِ مانده نشان‌دهنده‌ی اصلیِ کیفیتِ خلأ است و به‌طورِ عمومی غالباً برحسب واحدی به‌نام تور (torr) یا میلیمتر جیوه اندازه‌گیری می‌شود. فضای خارجی و فضای بینِ ستاره‌ای طبعاً خلأهای دارای کیفیتِ عالی محسوب می‌شوند که غالباً کیفیتی بسیار بهتر از کیفیتِ خلأی دارند که به‌طور تصنعی با کمک فن‌آوری امروزه می‌توانیم بر روی زمین ایجاد کنیم. سال‌های زیادی است که از خلأهای مصنوعی دارای کیفیت پایین برای مَکِش استفاده می‌شود.
دسته بندي فرآيندهاي خلاء بر اساس محدوده هاي فشار
الف: خلاء ابتدايي يا پا ئين ( 1bar-1mbar)
از فرآيندهاي معمول در اين ناحيه فشاري مي توان خشك كردن ، تقطير كردن و گاز زدايي از فولاد را نام برد.
ب: خلاء متوسط
در اين محدوده فشاري مي توان به فرآيندهايي نظير تقطير مولكولي، توليد يخ خشك، باردار كردن فلزات، كوره هاي قالب ريزي و ذوب وكوره هاي قوس الكتريكی اشاره كرد.
ج: خلاء بالا
در اين محدوده فشاري مي توان فرآيندهايي نظير اسپكترومتر جرمي، ميكروسكوپ هاي الكتروني، كارخانه هاي اشعه الكتروني، شتاب دهنده هاي ذرات و رشدكريستال را نام برد.
د: خلاء خيلي بالا
از فرآيند هاي معمول در اين ناحيه، مي توان به شكافت هسته اي، تحقيقات فضا، فيزيك سطح اشاره كرد.
از خلأ در تنوع وسیعی از کاربردها و وسایل استفاده می‌گردد. نخستین استفاده‌ی وسیعش در لامپ روشنایی التهابی برای محافظت از رشته سیمِ التهابی از سوختن و فروپاشی شیمیایی بود. با ایجاد خلأ از انجام واکنش شیمیایی در جوشکاریِ اشعه‌ی الکترونی، جوشکاریِ سرد، بسته‌بندی در خلأ، و سرخ کردن غذا در خلأ استفاده می‌شود. از خلأ خیلی بالا در مطالعه‌ی مواد درسطح اتمی تمیز استفاده می‌شود زیرا تنها یک خلأ خیلی خوب سطوح در سطح اتمی تمیز را برای یک زمان معقول طولانی (از مرتبه‌ی دقایق تا روزها) حفظ می‌کند. خلأی در حد بالا تا خیلی بالا ممانعتِ هوا را مرتفع می‌سازد و اجازه می‌دهد تابش‌های ذره‌ای بنشینند یا مواد را بدون آلودگی بردارند. از این خاصیت در نشست بخار شیمیایی، نشست بخار فیزیکی، و قلم‌زدن (یا تیزاب‌کاری) خشک که در تولید نیمه‌رساناها و لایه‌گذاری‌های اپتیکی و علوم سطح ضروری هستند استفاده می‌شود. کم شدنِ همرفت گرمایی بر اثر ایجاد خلأ همچون یک عایق حرارتی در بطری‌های فلاسک عمل می‌کند. خلأ عمیق نقطه‌ی جوش مایعات را پایین می‌آورد و رهاسازی گازهای گیرافتاده را در دماهای پایین گسترش می‌دهد که از آن در خشک کردن سرد، آماده‌سازی چسب، تقطیر، متالوژی، و پاکسازی پروسه استفاده می‌شود. از خواص الکتریکی خلأ در میکروسکوپ‌های الکترونی و لامپ‌های خلأ منجمله لوله‌های اشعه‌ی کاتدی استفاده می‌شود. مرتفع ساختن اصطکاک هوا در ذخیره‌ی انرژی در فلای‌ویل و سانتریفیوژهای فوق سریع مفید است.
لیست موارد عمده‌ی استفاده از خلأ :
- لامپ‌های روشنایی
- استفاده در واحدهای صنعتی لبنی
- بسته‌بندی در خلأ
- متراکم‌ساز زباله
- آماده‌سازی چسب
- فلاسک‌ها
- پروسه‌های پاکسازی
- پروسه‌های پزشکیِ نیازمند به مَکِش
- تقطیر
- استفاده در سیستم فاضلاب
- سرویس‌های اِرکاندیشن – برداشتنِ همة آلودگی‌ها از سیستم قبل از شارژ با سردکننده
- متالوژی
- کاربرهای پزشکی مثل رادیوتراپی، رادیوجراحی، و رادیودارویی
- کوره‌های خلأ
- سرخ کردن غذا در خلأ (ماهی‌تابه‌های خلأ)
- راندن تعدادی از وسایل پرواز در اغلب هواپیماها
- پروسه‌های قالب‌ریزی پلاستیک‌های کامپوزیت (VRTM)
- بوسترهای وکیو سِروُ برای ترمزهای هیدرولیک
- موتورهایی که خفه‌کننده را در سیستم‌های تهویه حرکت می‌دهند
- کِشندة ساسات در سِروُمکانیسمِ کنترل سرعت
- برای کارانداختن ژیروسکوپ در وسایل پروازی مختلف در هواپیما
- لوله‌ها و لامپ‌های خلأ و لوله‌های اشعة کاتدی (CRT)
- کوتینگ (یا لایه‌گذاری) های خلأ برای دکور، مقاوم‌سازی، و صرفه‌جویی در انرژی
- کوتینگ‌های سخت برای موتور
- از بین بردن اسطکاک هوا برای ذخیرة انرژیِ فلای‌ویل و سانتریفیوژهای بسیار پرسرعت
- تجهیزات آنالیز گاز، مایع، جامد، سطح، و مواد حیاتی
- میکروسکوپ الکترونی
- اسپکترومترهای جرمی
- پروسه‌های نیمه هادی به‌ویژه لایه‌نشانی یونی، قلمزنی خشک (مثلاً برای ساخت نیمه‌رساناها) و لایه‌نشانی PVD، ALP، PECVD و CVD و به‌زودی در فوتولیتوگرافی
- شتاب دهنده‌های ذره