L'horror vacui aristotelico, cioè il rifiuto concettuale dell'esistenza del vuoto, fu messo in discussione da Galileo (1564-1642). Verso il 1643, uno dei suoi discepoli, Evangelista Torricelli (1608-1647), dimostrò che il livello del mercurio contenuto in un tubo chiuso superiormente (tubo barometrico) si stabilizza ad un altezza di circa 76 cm lasciando superiormente uno spazio vuoto. Questo esperimento inaugurava una lunga serie di discussioni e osservazioni attorno alla natura del vuoto.

La prima rudimentale pompa pneumatica – una specie di siringa – fu proposta verso il 1650 da Otto von Guericke (1602-1686). Grazie ad essa, Guericke poté dimostrare nella celeberrima esperienza dei cosiddetti "emisferi di Madgeburgo" che due emisferi metallici riuniti, nei quali veniva fatto il vuoto, richiedevano la forza di almeno sedici cavalli per poter essere separati.

Nella seconda metà del XVII secolo e nel XVIII secolo, Robert Boyle (1627-1691), Robert Hooke (1635-1702), Francis Hauksbee (1660-1713), Denis Papin (1647-1714) e altri proposero e perfezionarono nuovi tipi di pompe a vuoto. Dotate di uno o due cilindri azionati da un manubrio, una staffa o un sistema di ruote dentate e cremagliera, esse divennero fra gli apparecchi più importanti dei gabinetti di fisica. Contemporaneamente si moltiplicavano le esperienze e le dimostrazioni pneumatiche come quella atta a provare che i suoni non possono propagarsi nel vuoto o che un piccolo animale posto sotto la campana della pompa muore per asfissia. Grazie alle pompe fu altresì possibile compiere le prime osservazioni sulle scariche elettriche nei gas rarefatti.

A partire dalla fine del Settecento le pompe pneumatiche più utilizzate erano quelle a due cilindri. Nell'Ottocento queste pompe, ulteriormente perfezionate, rimasero in uso. Dopo il 1850 vennero introdotte le pompe pneumatiche a caduta di mercurio. Queste, lente nel funzionamento, ma capaci di ottenere vuoti più spinti di quelli ottenuti con le pompe a pistoni, furono ampiamente utilizzate per evacuare i tubi a vuoto per le scariche elettriche nei gas, i tubi a raggi X e anche le lampadine elettriche. Le pompe pneumatiche funzionano sia grazie al movimento alternativo di una colonna di mercurio (pompa di Geissler), sia mediante la caduta in un tubo di una serie di goccioline di mercurio fra le quali è intrappolato il gas da evacuare (pompa di Sprengel). Piccole pompe funzionanti tramite un getto d'acqua che trascina le molecole di gas divennero comuni nei laboratori quando, come nel caso di una filtrazione, è sufficiente un vuoto poco spinto.

All'inizio del Novecento, grazie ai progressi della meccanica di precisione e ad una migliore conoscenza del comportamento dei gas, vengono sviluppate le pompe rotative e quelle a diffusione. Queste ultime, senza organi mobili, sfruttano le caratteristiche cinetiche delle molecole di gas per ottenere vuoti assai più spinti di quelli raggiungibili con le pompe meccaniche.

Oggi la tecnologia del vuoto è di fondamentale importanza sia nei laboratori (basti pensare agli anelli dei giganteschi acceleratori nei quali è necessario raggiungere un'estrema rarefazione dei gas in essi contenuti) sia nelle applicazioni industriali (imballaggio sotto vuoto, ecc.).