Principiul de funcționare al unui releu de vid implică utilizarea contactelor de excitație într-un circuit de control pentru a stabili o barieră de încărcare segmentată în spațiul dintre catod și rețea. Când este aplicată o tensiune de polarizare inversă suficientă peste acest interval, aceasta declanșează o descărcare corona între catod și anod, determinând astfel conducta tubului de vid. Acest proces este analog cu mecanismul dintr-un releu convențional, în care impulsul electric transformă energia stocată în bobină într-un câmp magnetic.
Fiind un dispozitiv de comutare electronică de{0}}înaltă precizie, de înaltă-fiabilitate, de-viteză mare și de-capacitate mare, releul de vid este utilizat în principal în scopuri de control într-o gamă largă de circuite electrice. Funcția sa principală este de a transporta și de a controla semnale în circuitele de control cu curent scăzut-cu putere redusă-, facilitând astfel comutarea diferitelor funcții și oferind protecție circuitului. Releele de vid sunt compatibile atât cu sistemele AC, cât și cu DC și sunt deosebit de potrivite-pentru aplicații specializate, cum ar fi convertizoare de frecvență variabilă, sisteme de automatizare a puterii, procese de separare a gazelor și operațiuni de încărcare și descărcare a bateriilor.