真空包裝是透過抽除空氣，特別是氧氣，以防止食品變質。其作用原理是因為食品變質、發霉或腐敗主要是微生物所造成的，而大多數微生物(如黴菌和酵母菌)的生存是需要氧氣的，因此將包裝中的空氣抽離，微生物將失去適合生存的環境，生長和繁殖速度就會急劇下降，甚至會停止繁殖。
不只是抑制微生物的生長和繁殖，真空還可以減緩食品氧化，特別是油脂類食品，因為含有大量不飽和脂肪酸，容易受到氧的作用而氧化，使食品變味、變質，甚至產生油耗味；同時，氧化也會使一些營養物質流失，如維生素A和C。
市面上目前正當紅的食品真空機就是利用這個原理，將包裝中大量的空氣抽離後，密封包裝，減緩大多數微生物的生長與繁殖，延緩食品氧化營養流失，使包裝內的食物可以延長保存時間。
不過，並非每種微生物都需要生存於有氧氣的環境，甚至無氧的環境會使它們更加「興奮活躍」，例如肉毒桿菌、梭菌、大桿菌等此類厭氧菌。
以常見的肉毒桿菌(Clostridium botulinum)食品中毒為例，肉毒桿菌能在有氧環境中產生芽孢而呈休眠蟄伏，而在沒有氧氣及低酸性(pH>4.5)的環境中繁殖生長，進而產生致命的毒素，像是罐頭、真空包裝食品、香腸的中心以及醃漬食品的底層等都屬於無氧的環境。肉毒桿菌中毒的症狀有噁心、嘔吐、腹瀉等消化道症狀，再轉為視力模糊、吞嚥困難等神經症狀，嚴重時四肢麻痺、呼吸困難，甚至可能會不治死亡。
因此，在特定的環境條件下，真空機確實有助於食品保存，但是真空包裝反而會促成厭氧菌的繁殖，所以還是需要結合其他輔助方式，如冷藏冷凍、脫水、高溫殺菌、輻射滅菌、微波殺菌或是鹽糖醃製等方式，用以抑制或消滅細菌。食藥署提醒，使用真空機輔助保存食物前，一定要謹記效果有限，建議趁新鮮時盡快食用，或是結合其他方式輔助滅菌，才能確保食物的安全。
參考資料：
食藥署〈認識肉毒桿菌食品中毒及防治〉
科技部-科技大觀園〈罐頭食物能放久是因為添加了防腐劑 你覺得是真？還是假？〉(公共電視台製作)
維基百科〈專性厭氧菌〉