活塞式無油空壓機是屬于微型往復式活塞式壓縮機，電機單軸驅動壓縮機曲軸旋轉時，通過連桿的傳動，具有自潤滑而不添加任何潤滑劑的活塞便做往復運動，由氣缸內壁、氣缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。
活塞式無油空壓機的活塞從氣缸蓋處開始運動時，氣缸內的工作容積逐漸增大，這時，氣體即沿著進氣管，推開進氣閥而進入氣缸，直到工作容積變到zui大時為止，進氣閥關閉；活塞式壓縮機的活塞反向運動時，氣缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當氣缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出氣缸，直到活塞運動到限制位置為止，排氣閥關閉。當活塞式壓縮機的活塞再次反向運動時，上述過程重復出現。即：活塞式壓縮機的曲軸旋轉一周，活塞往復一次，氣缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。
活塞式無油空壓機整機工作原理：電機運轉，空氣通過空氣過濾器進入壓縮機內, 壓縮機將空氣壓縮，壓縮氣體通過氣流管道打開單向閥進入儲氣罐,壓力表指針顯示隨之上升至8 Bar,。大于8 Bar時, 壓力開關感應道壓力后自動關閉,電機停止工作, 同時電磁閥將壓縮機機頭內氣壓排至0。此時空氣開關壓力宣示、儲氣罐內氣體壓力仍為8 Bar，氣體通過球閥排氣驅動連接的設備工作。儲氣罐內氣壓下降至5 Bar時，壓力開關通過感應自動開啟，壓縮機重新開始工作。