Een vacuümbuis is een elektronische component die de stroom van elektronen in een elektrisch circuit regelt. De bij het werk betrokken elektroden zijn ingekapseld in een vacuümcontainer (meestal glazen wanden), vandaar de naam. In China worden vacuümbuizen "elektronenbuizen" genoemd.
In Hong Kong en de provincie Guangdong wordt de vacuümbuis "Ball" genoemd. Over het algemeen is er een vacuüm in de vacuümbuis. Maar het hoeft niet per se met de ontwikkeling te zijn: er zijn gasgevulde schokbuizen, gasgevulde spanningsstabilisatorbuizen en kwikgelijkrichterbuizen.
Voor het midden van de 20e eeuw, omdat halfgeleiders nog niet populair waren, gebruikte in principe alle elektronische apparatuur in die tijd vacuümbuizen, wat in die tijd de vraag naar vacuümbuizen vormde. Met de ontwikkeling en popularisering van halfgeleidertechnologie werden vacuümbuizen echter vervangen door halfgeleiders vanwege de hoge kosten, duurzaamheid, grote afmetingen en lage efficiëntie.
Maar vacuümbuizen zijn te vinden in audioversterkers, magnetrons en hoogfrequente zenders in satellieten; veel luidsprekers gebruiken speciaal vanwege hun bijzondere geluidskwaliteit vacuümbuizen. Bovendien zijn kathodestraalbuizen in televisies en computerkathodestraalbuismonitors en röntgenbuizen in röntgenmachines speciale vacuümbuizen.
Voor krachtige versterking (zoals megawatt-radio's) en satellieten (microgolf met hoog vermogen), zijn krachtige vacuümbuizen en reizende golfbuizen nog steeds de beste keuze. Voor hoogfrequente lasmachines en röntgenapparaten is het nog steeds het standaardapparaat.