活塞式空压机主要由机体、曲轴连杆、气缸活塞、吸排气阀等组成。
当曲轴在电机带动工作时。经过连杆带动活塞在气缸内作往复运动，并在吸、排气阀的合作下完成对制冷剂的紧缩、排气、胀大和吸气进程:
紧缩进程:使低压气态制冷剂经过紧缩之后而成为高压气态的进程，称为紧缩进程。当活塞运动到下端点(即活塞不能再下移的方位)时，气缸内充满了低压气态制冷剂，活塞初步沿气缸向上移动，此时吸气阀封闭，气缸内容积逐渐减少。而在密闭的气缸内。气态制冷剂受到紧缩，压力和温度会逐渐升高。当压力抵达排气压力时，排气阀主动打开，初步排气。
排气进程:气态制冷剂在紧缩进程结束时、初步从排气阀排出，活塞持续上移，气缸内的气体压力不再升高，并不断排气.直至活塞运动抵达上端点
胀大进程:当活塞抵达上端点后即初步沿气缸向下移动，排气阀即主动封闭，此时残存在余隙容积内少量的高压气态制冷剂，压力下降体积增加称为胀大进程。
活塞此时自上端点初步向下移动到必定方位时，气缸内残存的气态制冷剂压力抵达吸气压力，胀大进程结束，活塞持续下移。当气缸内气体压力低于吸气压力时，吸气阀就主动敞开，低压气态制冷剂又进入气缸内。当活塞下移至下端点时，气缸内又充满了气体，此时即完成了吸气进程并预备完成下一个紧缩进程。如此作循环往复运动在紧缩机内将低压气体变成高压气体，并将制冷剂从蒸发器输送至冷凝器中。