Η αρχή λειτουργίας ενός ηλεκτρονόμου κενού περιλαμβάνει τη χρήση επαφών διέγερσης μέσα σε ένα κύκλωμα ελέγχου για τη δημιουργία ενός τμηματικού φραγμού φορτίου μέσα στο διάκενο μεταξύ της καθόδου και του δικτύου. Όταν εφαρμόζεται επαρκής αντίστροφη τάση πόλωσης σε αυτό το διάκενο, ενεργοποιείται μια εκκένωση κορώνας μεταξύ της καθόδου και της ανόδου, προκαλώντας έτσι την αγωγή του σωλήνα κενού. Αυτή η διαδικασία είναι ανάλογη με τον μηχανισμό σε ένα συμβατικό ρελέ, όπου ο ηλεκτρικός παλμός μετατρέπει την ενέργεια που αποθηκεύεται στο πηνίο σε μαγνητικό πεδίο.
Ως ηλεκτρονική συσκευή μεταγωγής υψηλής-ακρίβειας, υψηλής- αξιοπιστίας, υψηλής-ταχύτητας και υψηλής- χωρητικότητας, το ρελέ κενού χρησιμοποιείται κυρίως για σκοπούς ελέγχου σε ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Η κύρια λειτουργία του είναι να μεταφέρει και να ελέγχει σήματα εντός κυκλωμάτων ελέγχου χαμηλού-ρεύματος, χαμηλής-ισχύς, διευκολύνοντας έτσι την εναλλαγή διαφόρων λειτουργιών και παρέχοντας προστασία κυκλώματος. Τα ρελέ κενού είναι συμβατά με συστήματα AC και DC και είναι ιδιαίτερα κατάλληλα-για εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως μονάδες μεταβλητής συχνότητας, συστήματα αυτοματισμού ισχύος, διαδικασίες διαχωρισμού αερίου και λειτουργίες φόρτισης και εκφόρτισης μπαταριών.