Molekylär strålepitaxi utfördes i ett högt vakuum eller ultrahög vakuum (1 x 10^-8Pa) miljö. Den viktigaste aspekten av molekylär strålepitaxy är dess låga avsättningshastighet, som vanligtvis gör att filmen kan växa med en hastighet av mindre än 3000 nm per timme. En sådan låg avsättningshastighet kräver tillräckligt högt vakuum för att uppnå samma renhetsnivå som andra avsättningsmetoder.

För att möta det ultrahöga vakuumet som beskrivs ovan måste MBE-anordningen （Knudsen-cell） ett kylskikt, och den ultrahöga vakuummiljön i tillväxtkammaren måste hållas med hjälp av ett flytande kvävescirkulationssystem. Flytande kväve kyler enhetens inre temperatur till 77 kelvin (-196 ° C). Miljön med låg temperatur kan ytterligare minska innehållet i föroreningar i vakuum och ge bättre förutsättningar för avsättning av tunna filmer. Därför krävs ett dedicerat flytande kvävekylningscirkulationssystem för att MBE -utrustningen ska tillhandahålla en kontinuerlig och jämn tillförsel av -196 ° C flytande kväve.