В электровакуумных приборах все процессы происходят при очень высоком вакууме и давлении 105 мм рт ст и меньше. Самый распространенный электровакуумный прибор — электронная лампа, которая состоит из нескольких электродов (катода, анода и сеток), смонтированных внутри баллона. В электронных лампах используется явление электронной эмиссии, то есть происходит выход электронов с поверхности тела в вакуум. Электрод испускающий электроны называется катодом. Как правило используется термоэлектронные катоды, эмиссия в которых происходит при определенной температуре. Для нагрева катода до рабочей температуры применяют цепи подогрева (накала).  Самой простейшей электронной лампой является электровакуумный диод (рис. а), он имеет подогреваемый катод и анод, разделенные вакуумным промежутком.
Если к аноду приложено положительное напряжение относительно катода, то электроны испускаемые катодом, под действием электрического поля будут устремляться к аноду. В результате чего в диоде протекает ток, который называется анодным. Если к аноду приложить отрицательное напряжение относительно катода, то электрическое поле в лампе будет возвращать электроны на катод, в этом случае отсутствует перенос электрических зарядов между катодом и анодом, а значит ток через диод не протекает. Следовательно диод проводит ток только в одном направлении, то есть является выпрямительным элементом.  Для управления анодным током в электронной лампе используют сетку, такая электронная лампа называется триод (рис. б). Сетка расположена между анодом и катодом (обычно ближе к катоду). Триод — активный усилительный элемент, в нем можно получить значительное изменение анодного тока при небольшом изменении напряжения на сетке.
Кроме триода существуют и другие усилительные лампы: тетрод, пентод, гексод, помимо усиления и генерации могут выполнять различного рода преобразования электрических величин. В газоразрядных (ионных) приборах используют свойство электрического разряда в инертном газе или парах ртути. При этом носителями заряда оказываются не только электроны, но и ионы (положительные и отрицательные). Как правило газоразрядный прибор представляет собой стеклянный баллон, но заполненный газом под давлением от тысяч долей мм рт ст до атмосферного. Газоразрядные приборы бывают неуправляемые (двухэлектродные) и управляемые. Кроме того, различают приборы с самостоятельным разрядом (с холодным катодом) и с несамостоятельным разрядом (с подогреваемым катодом). При нормальных условиях газ состоит из электрически нейтральных атомов и молекул — диэлектрик. Под действием сильного нагрева, бомбардировки электронами и ионами может произойти ионизация газа, то есть превращение нейтральных атомов в ионы. В результате чего газ становится хорошим проводником тока. В зависимости от напряженности электрического поля в баллоне и других факторов могут возникать различные виды разряда в газе, чаще всего тлеющий и дуговой. По материалам сайта rcl-radio.ru.  Наиболее часто газоразрядные приборы используют в цифровой индикации. Такая лампа содержит 10 катодов в виде цифр и сетчатый анод, который загораживает свечение газа. При подаче рабочего напряжения между анодом и нужным катодом через стеклянный баллон наблюдается свечение заданного цифрового знака.
| 
