シリンダ内のレシプロピストンが右に移動すると、シリンダ内のピストンの左室の圧力が大気圧PAより低くなり、吸込弁が開き、外気がシリンダ内に吸い込まれます。このプロセスは圧縮プロセスと呼ばれます。シリンダー内の圧力が出力エアパイプ内の圧力Pよりも高い場合、排気バルブが開きます。圧縮空気はガス送管に送られます。このプロセスは排気プロセスと呼ばれます。ピストンの往復運動は、モーターによって駆動されるクランクスライダー機構によって形成されます。クランクの回転運動は、ピストンの往復運動であるスライド運動に変換されます。

ピストン空気圧縮機には多くの構造形態があります。シリンダの構成モードにより、縦型、横型、角型、対称天びん型、対向型に分類できます。圧縮シリーズにより、単段式、二段式、多段式に分けられます。設定モードにより、モバイルタイプと固定タイプに分けられます。制御モードにより、アンロードタイプと圧力スイッチタイプに分けられます。このうち、除荷制御モードとは、空気貯蔵タンク内の圧力が設定値に達したときに、空気圧縮機が停止せず、安全弁を開いて非圧縮運転を行うことを意味します。このアイドリング状態をアンロード操作と呼びます。圧力スイッチ制御モードとは、空気貯蔵タンク内の圧力が設定値に達すると、空気圧縮機が自動的に停止することを意味します。

ピストン式空気圧縮機の利点は、構造が単純で、耐用年数が長く、大容量と高圧出力を簡単に実現できることです。不利な点は、大きな振動と騒音であり、排気が断続的であるため、パルス出力があり、空気貯蔵タンクが必要です。