Tolmuimeja eluea lahutamatu osa on tolmuimeja filtril. Filtri eesmärk on koguda vaibalt või põrandalt imemisotsikut läbiv tolm. See hoiab ära selle leviku ruumis. Lisaks võib vaakummootor üle kuumeneda, kui tolmuosakesi välja ei filtreerita ja need satuvad mootorisse.
Vaakumfiltreid on kaks peamist rühma: pind ja sügavus. Pinnafilter on neist kahest moodsam. See on piisavalt tõhus, et vältida ummistumist, mis võimaldab tal säilitada läbiva õhuvoolu. See on oma nime saanud sellest, et tolmuosakesi saab filtri pinnalt kergesti puhastada.
Sügavusvaakumfilter on seevastu levinum tüüp. Selle tüübi puhul tõmmatakse tolmuosakesed filtri sisse ja püütakse kinni. Erinevalt pinnatüübist võib sügavusfilter kiiresti ummistuda ja õhuvoolu takistada.
Saadaval on ka kõrge efektiivsusega tahkete õhuga (HEPA) vaakumfilter. See tüüp takistab astmat ja muid probleeme, mis allergikutel tolmuimejaga kokku puutudes võivad tekkida. HEPA-filter on mikromeetriline filter, mis on ette nähtud tahma, õietolmu ja enamiku tolmuosakeste imemiseks. Seda tuleb vahetada või puhastada ainult iga kuue kuni 12 kuu tagant.
Olenemata kasutatava vaakumfiltri tüübist on põhiline vaakumprotsess sama. Esiteks eelfiltreeritakse vaakumiga kogutud osakesed. Eelfiltreerimine, mida nimetatakse ka mootoriga filtreerimiseks, on protsess, mille käigus vaakum püüab õhu kinni enne, kui see liigub imemismootorisse.
Õhu filtreerimist, kui see naaseb vaakumpiirkonda, nimetatakse heitgaasi filtreerimiseks või lõplikuks filtreerimiseks. Vaakumkott mängib filtreerimisprotsessi selles osas lahutamatut rolli. Nii eelfiltreerimise kui ka lõppfiltreerimise etapis kasutatakse vaakumfiltrit.
Eelfilter on tavaliselt valmistatud vahust, riidest või paberist. Tõhusama vaakumi saavutamiseks tuleks seda vahetada iga kolme kuu tagant. Väljalaskefiltrit tuleks samuti vahetada iga kolme kuu tagant, kuigi kui kodus on lapsi või lemmikloomi, võib seda olla vaja vahetada sagedamini. Kui kumbagi ei muudeta, kaob vaakumi imemisvõimsus ja see ei võta tolmuosakesi korralikult kokku.