室外系统的工作原理是不改变建筑物内原重力排水，使用真空收集箱作为功能设备，连接其出水口，通过气动传感原理将内部真空阀门打开，从而使进入的污水处于真空负压状态。分散的污水源，通过重力短距离流入负压收集器（真空井）中，利用负压真空技术，将真空井内污水高速吸入管道设施，逐级输送至负压收集站终端（动力源站），达到污水收集目的。动力源站收集到的污水，将被排入市政污水管网或污水处理设施中，采用城市排水系统，在毫无故障的理想状况下，同口径大小的排水管道一般也要6.5分钟才能将这些水排走。如果某一座城市立交桥下积水面积达500平方米、积水深度达8米，采用排水能力为2立方米/秒的真空排水系统，仅需要34分钟即可将这些水排净。
采用常用的排水系统，则至少需要85分钟才可能将这些水排净，时间相差50分钟。但若急需排水抢救生命和财产，这50分钟就显得弥足珍贵。为人居及工业区的分质排水及智能化处理提供有效手段由于负压输送管道管径远小于重力流管道，而且不需要以逐步增加埋深形成坡度，所以管道敷设和施工变得更加简单。采用城市排水系统，在毫无故障的理想状况下，同口径大小的排水管道一般也要6.5分钟才能将这些水排走。如果某一座城市立交桥下积水面积达500平方米、积水深度达8米，采用排水能力为2立方米/秒的真空排水系统，仅需要34分钟即可将这些水排净。
真空压力本身具有清洗疏通管道的功能。为防止可能发生的固体过大导致管道阻塞现象，高速真空排水系统还可在机组的入口处加装切割机，将固体颗粒解体剁碎，同时保护管道。管道敷设不需设计坡度、竖向处理容易，可以对污水进行提升、施工安装方便快捷。整个系统密封性好、无渗漏、无气味、无臭味外逸。埋深浅、管径小、无淤泥、运管费低、投资小。普遍采用的重力排水系统大多只能顺利通过浓度较低、杂质很少的液体，一旦泔水、淤泥、塑料袋、碎石、砖块等杂物混为一体，极易堵塞管道。
由于负压管网的输送介质与气体的混合物以远高于重力流管道的速度流动，从而具有自清洗作用，可有效避免管道内的沉淀淤积，使远距离输送小流量、高浓度、易沉淀结垢的介质成为可能。城市遭遇大雨，排水系统经常瘫痪，很大原因就在于此。即便是在深达8米的地方，75毫米直径内的固体杂物、恶臭有毒的气体都能随着真空管道被吸走。负压排水系统不像重力排水系统那样易受建筑结构、环境、地势等条件的限制，能较灵活地适用于各类建筑、城市与乡村排水及工业园区排水。