真空包裝的主要作用是除氧，以有利于防止食品變質，其原理也比較簡單，因食品霉腐變質主要由微生物的活動造成，而大多數微生物的生存是需要氧氣的，而真空包裝就是運用這個原理，把包裝袋內和食品細胞內的氧氣抽掉，使微生物失去“生存的環境”。真空包裝不能抑制厭氧菌的繁殖和酶反應引起的食品變質和變色，因此還需與其他輔助方法結合，如冷藏、速凍、脫水、高溫殺菌、輻照滅菌、微波殺菌、鹽腌制等。
真空除氧除了抑制微生物的生長和繁殖外，另一個重要功能是防止食品氧化，因油脂類食品中含有大量不飽和脂肪酸，受氧的作用而氧化，使食品變味、變質。此外，氧化還使維生素A和維生素C損失，食品色素中的不穩定物質受氧的作用，使顏色變暗。所以，除氧能有效地防止食品變質，保持其色、香、味及營養價值。小型真空包裝機只要能達到一定的真空度，也是同樣的效果。
真空包裝除了除氧以外，還有個充氣的環節。真空充氣包裝的主要作用除真空包裝所具備的除氧保質功能外，主要還有抗壓、阻氣、保鮮等作用，能更有效地使食品保持原有的色、香、味、形及營養價值。另外，有許多食品不宜采用真空包裝，而必須采用真空充氣包裝。如松脆易碎食品、易結塊食品、易變形走油食品、有尖銳棱角或硬度較高會刺破包裝袋的食品等。食品經食品真空包裝機真空充氣包裝后，包裝袋內充氣壓強大于包裝袋外大氣壓強，能有效地防止食品受壓破碎變形，并不影響包裝袋外觀及印刷裝潢。
真空充氣包裝在真空后再充入氮氣、二氧化碳、氧氣單一氣體或2-3種氣體的混合氣體。其中氮氣是惰性氣體，起充填作用，使袋內保持正壓，以防止袋外空氣進入袋內，對食品起到一個保護作用。氧化碳氣能夠溶于各類脂肪或水中，形成酸性較弱的碳酸，有抑制霉菌、霉腐變質細菌等微生物的活性。氧氣具有抑制厭氧菌的生長繁殖，保持水果，蔬菜的新鮮及色彩，高濃度氧氣可使新鮮肉類保持其鮮紅色。
