Các máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất chính hoạt động dựa trên nguyên lý khí thông qua bàn hãm lạnh vào máy phân hình chất phu, bàn hãm lạnh đóng vai trò như máy bốc hơi để bắt tất cả hơi nước và các chất ô nhiễm khác, đảm bảo độ chính xác của việc kiểm tra. Trong thiết kế ban đầu, bàn hãm lạnh còn cung cấp bảo vệ, ngăn ngừa ô nhiễm hơi dầu.
Hệ thống máy bốc hơi thô phụ trợ được sử dụng để tạo chân không trước cho các bộ phận hoặc đường ống kết nối đang được kiểm tra. Khi đạt đến áp suất khởi thu hút thấp, van giữa hệ thống bốc hơi phụ trợ và bàn hãm lạnh được mở để tiến hành đo lường. Độ nhạy cảm của máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất chính có thể tăng lên bằng cách giảm tốc độ bốc hơi, ví dụ như lắp đặt van tiết lưu giữa máy bốc hơi và bàn hãm lạnh.
Tỷ lệ áp suất hơi hélium có thể đo nhẹ nhất là 1·10^-12mbar. Khi tốc độ bốc hơi hélium là 10l/s, tỷ lệ rò rỉ nhỏ nhất có thể đo được là 1·10^-11mbar·l/s. Nếu tốc độ bốc hơi giảm xuống 1l/s, tỷ lệ rò rỉ nhỏ nhất là 1·10^-12mbar·l/s. Tuy nhiên, khi độ nhạy cảm tăng, thời gian hằng số cần thiết để đạt đến áp suất khí thử ổn định cũng sẽ tăng tương ứng.
Máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất âm có cấu hình tương tự như máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất chính, nhưng khí đang được kiểm tra được nhập vào giữa máy bốc hơi thô và máy bốc hơi. Áp suất hélium tăng lên tại điểm phân nhánh, máy phân hình chất phu đo áp suất phân hélium được thiết lập ở đó. Ưu điểm của máy kiểm tra rò rỉ nghịch luồng là áp suất mở van rõ ràng và không cần sử dụng LN2 bàn hãm lạnh, bởi vì máy bốc hơi có khả năng nén phân tử nặng cực kỳ mạnh.
Trong hệ thống kiểm tra rò rỉ tự động, máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất âm có lợi hơn, bởi vì nó cung cấp một áp suất mở van rõ ràng có thể đo. Máy kiểm tra rò rỉ dưới áp suất âm được phát triển muộn hơn, một phần nguyên nhân là do tốc độ bốc hơi không đủ ổn định.
Chế độ phân lưu thích hợp chothùng chứa có kích thước lớn hoặc tỷ lệ rò rỉ cao. Trong trường hợp này, máy kiểm tra héliu hoạt động theo khái niệm phân lưu, chỉ có một phần lưu lượng khí đến máy kiểm tra. Khái niệm phân lưu thường được sử dụng khi kết nối đến hệ thống chuyển đổi chân không có nhiều cấp bốc hơi.
Khi tăng độ nhạy cảm bằng cách giảm tốc độ bốc hơi, thời gian kiểm tra sẽ kéo dài. Bằng cách tích lũy các thời gian hằng số, có thể ước tính ban đầu tổng thời gian hằng số cần thiết cho nhiều khối lượng được kết nối ở phía trước và phía sau, kết nối với các máy bốc hơi liên quan.