Ва́куум (от лат. vacuum – пустота), среда, представляющая собой газ при давлении существенно ниже атмосферного. Понятие «вакуум» применяется обычно к газу в замкнутом сосуде, но нередко оно распространяется и на газ в свободном пространстве, например в космосе.

Физические процессы в вакууме зависят от соотношения между средней длиной свободного пробега $\lambda$ частиц газа (молекул, атомов) и размером $d,$ характерным для конкретного процесса или прибора (расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами и т. п.). В зависимости от величины отношения $\lambda/d$ различают низкий $(\lambda /d \ll 1),$ средний $(\lambda /d \approx 1)$ и высокий $(\lambda /d \gg 1)$ вакуумы. Обычно в вакуумных установках и приборах (с $d \approx 10$ см) низкому вакууму соответствует давление $p \gt 10^2$ Па, среднему – от $10^2$ до $10^{–1}$ Па, высокому – от $10^{–1}$ до $10^{–6}$ Па. Существует также понятие сверхвысокого вакуума ($p \lt 10^{–6}$ Па), которое связано не с величиной отношения $\lambda/d,$ а с временем $\tau,$ необходимым для образования мономолекулярного слоя газа на поверхности твёрдого тела, помещённого в вакуум. Величина $\tau$ обратно пропорциональна давлению $p.$ При $p \lt 10^{–6}$ Па $\tau$ может превышать несколько десятков секунд.

В низком вакууме свойства газа определяются частыми столкновениями между частицами, сопровождающимися обменом энергией. Поэтому течения газа в низком вакууме носят вязкостный характер, а явления переноса (теплопроводность, диффузия, внутреннее трение) характеризуются плавным изменением (или постоянством) градиента переносимой величины. При этом переносимое количество теплоты или вещества не зависит от давления. При прохождении электрического тока в низком вакууме определяющую роль играет ионизация молекул (или атомов) газа в пространстве между электродами.

В высоком вакууме свойства газа определяются столкновениями частиц со стенками. Между этими соударениями частицы движутся прямолинейно, не сталкиваясь друг с другом (молекулярный режим течения). Явления переноса характеризуются возникновением скачка градиента переносимой величины на стенках. Количество переносимой теплоты или вещества прямо пропорционально давлению. Прохождение тока в высоком вакууме возможно в результате испускания (эмиссии) электронов и ионов электродами. Ионизация молекул (или атомов) газа в высоком вакууме имеет существенное значение только в тех случаях, когда длина свободного пробега заряженных частиц становится значительно больше расстояния между электродами (например, при движении заряженных частиц по сложным траекториям в магнитном поле). Свойства газа в среднем вакууме являются промежуточными между его свойствами в низком и высоком вакууме.

Вакуум является рабочей средой во многих электронных приборах и устройствах. Для создания вакуума в таких приборах производят откачку газа из рабочего объёма (см. Вакуумный насос), для его поддержания в приборах предусмотрены специальные газопоглотители (геттеры). Давление газа в вакууме измеряется с помощью вакуумметра. Также вакуум используется в качестве технологической среды при очистке веществ от примесей, выращивании кристаллов, напылении плёнок и др.