Moleküler ışın epitaksisi yüksek vakumda veya ultra yüksek vakumda (1 x 10) gerçekleştirildi.^-8Pa) ortamı. Moleküler ışın epitaksisinin en önemli yönü, genellikle filmin saatte 3000 nm'den daha düşük bir hızda epitaksiyel olarak büyümesine olanak tanıyan düşük biriktirme hızıdır. Bu kadar düşük bir biriktirme hızı, diğer biriktirme yöntemleriyle aynı temizlik seviyesine ulaşmak için yeterince yüksek bir vakum gerektirir.

Yukarıda açıklanan ultra yüksek vakumu sağlamak için, MBE cihazı (Knudsen hücresi) bir soğutma katmanına sahiptir ve büyüme odasının ultra yüksek vakum ortamı, sıvı azot sirkülasyon sistemi kullanılarak korunmalıdır. Sıvı azot, cihazın iç sıcaklığını 77 Kelvin'e (-196 °C) düşürür. Düşük sıcaklık ortamı, vakumdaki safsızlık içeriğini daha da azaltabilir ve ince filmlerin biriktirilmesi için daha iyi koşullar sağlayabilir. Bu nedenle, MBE ekipmanı için sürekli ve istikrarlı bir şekilde -196 °C sıvı azot sağlayan özel bir sıvı azot soğutma sirkülasyon sistemi gereklidir.