真空室（也称工作室）提供了进行电子束焊的真空环境，同时将电子束与操作者隔离开来，防止电子束焊接时产生的X射线对人体和环境的伤害。真空室的尺寸及形状应根据焊机的用途和被加工的零件来确定。真空室一般采用低碳钢和不锈钢制成，碳钢制成的工作室内表面应镀镍或作其他处理，以减少表面吸附气体、飞溅及油污等，缩短抽真空时问和便于真空室的清洁工作。

真空室的设计应满足承受大气压所必需的刚性、强度指标和X射线防护的要求。中低压电子束焊机（加速电压小于或等于60kV），可以靠真空室钢板的厚度和合理设计工作室结构来防止X射线的泄漏。高压电子束焊机（加速电压高于60kV）的电子枪和真空室必须设置严密的铅板防护层，铅防护层通常粘接在真空室的外壁上。

真空室可采用整板结构和带加强肋的薄板结构。10m³容积以下的真空室尽可能采用整板结构，这种结构的真空室制造工艺简单，易于粘接铅防护板，但真空室笨重，刚性差。采用加强肋的薄板结构，其真空室刚性强，但制造工艺复杂。(www.daowen.com)

真空室的容积和形状应根据焊机的用途来选择。通用型电子束焊机的真空室容积大，多呈长方形或圆柱形。对专用型电子束焊机应根据被焊工件来设计工作室，特别是对生产率高的焊机，应尽量减小真空室容积，以减少抽真空时问。由于电子束焊适用范围很广，所以电子束焊机真空室的结构多种多样，其尺寸也大小不一。目前电子束焊机真空室的容积范围是从几升到数千立方米。

电子束焊机的使用者未得到焊机设计者的允许，不得随意改装真空室，以免出现X射线的泄漏、真空室的变形等问题。