A epitaxia por feixe molecular foi realizada em alto vácuo ou ultra-alto vácuo (1 x 10⁻⁶).^-8Ambiente Pa). O aspecto mais importante da epitaxia por feixe molecular é sua baixa taxa de deposição, que geralmente permite que o filme cresça epitaxialmente a uma taxa inferior a 3000 nm por hora. Essa baixa taxa de deposição exige um vácuo suficientemente alto para atingir o mesmo nível de limpeza que outros métodos de deposição.

Para atingir o ultra-alto vácuo descrito acima, o dispositivo MBE (célula de Knudsen) possui uma camada de resfriamento, e o ambiente de ultra-alto vácuo da câmara de crescimento deve ser mantido utilizando um sistema de circulação de nitrogênio líquido. O nitrogênio líquido resfria a temperatura interna do dispositivo para 77 Kelvin (−196 °C). O ambiente de baixa temperatura pode reduzir ainda mais o teor de impurezas no vácuo e proporcionar melhores condições para a deposição de filmes finos. Portanto, um sistema de circulação de nitrogênio líquido dedicado é necessário para o equipamento MBE, a fim de fornecer um suprimento contínuo e estável de nitrogênio líquido a −196 °C.