Varikliai, sukurti specialiai vakuuminei aplinkai, pirmiausia naudojami pavaroms ir transmisijai, o jų projektavimo principai labai skiriasi nuo standartinių variklių. Vakuume, kur oras yra labai plonas arba jo beveik nėra, darbo metu susidaranti šiluma negali būti išsklaidyta naudojant įprastą oro konvekciją; todėl šilumos išsklaidymas yra esminis dizaino aspektas. Siekiant užtikrinti ilgalaikį ir stabilų veikimą, apvijų konstrukcija, medžiagos ir aušinimo metodai turi būti kruopščiai parinkti atsižvelgiant į variklio galią, sukimosi greitį ir darbo ciklą. Be to, vidinių medžiagų išsiskyrimas turi būti kuo mažesnis, kad būtų išvengta vakuuminės aplinkos užteršimo.
Kalbant apie konstrukcijų projektavimą, atsižvelgiant į numatomą eksploatavimo aplinką, reikia pasirinkti konkrečius guolius, izoliacines medžiagas, tepimo būdus ir sandarinimo konstrukcijas. Standartiniai tepalai ir tam tikros izoliacinės medžiagos, naudojamos įprastuose varikliuose, gali išgaruoti arba išsiskirti vakuume; tai ne tik pablogina variklio veikimą, bet ir gali užteršti kitą vakuuminės kameros įrangą. Todėl projektuojant pirmenybę paprastai teikiama mažai dujų išskiriančioms medžiagoms ir su vakuumu suderinamoms tepimo schemoms, tuo pačiu supaprastinant vidines konstrukcijas, kad būtų sumažintos dujų įstrigimo zonos. Be to, rotoriaus ir statoriaus konstrukciniai matmenys yra optimizuoti, kad išėjimo našumas būtų suderintas su dideliu patikimumu ir veikimo stabilumu.
Variklio izoliacijos našumą, temperatūros kilimą ir elektromagnetinius parametrus įtakoja vakuumo veikimo sąlygos, todėl būtina atlikti išsamią projekto analizę. Apvijų izoliacinės medžiagos turi turėti puikią šiluminę varžą ir mažas dujų išsiskyrimo charakteristikas, o elektromagnetinė konstrukcija turi subalansuoti efektyvumą, sukimo momentą ir temperatūros kilimą. Vakuuminiams varikliams, skirtiems ilgalaikiam nepertraukiamam veikimui, turi būti nustatyti veiksmingi šilumos perdavimo būdai, naudojantys mechanizmus, tokius kaip šilumos laidumas ir struktūrinis šilumos išsklaidymas, o našumo metrika (įskaitant temperatūros kilimą, izoliacijos vientisumą ir veikimo stabilumą) turi būti patvirtinta atliekant bandymus. Suderinus medžiagų pasirinkimą, konstrukcijos dizainą, elektromagnetines charakteristikas ir šilumos valdymą, variklis gali būti veiksmingai pritaikytas prie unikalių vakuuminės aplinkos veikimo reikalavimų.
