Pistonlu kompresörü çalışma prensibi şu şekilde işler: pistonlu kompresörlerdeki krank mili dönerken silindirik gövde içinde bir pistona karşılık gelir. Vakum valfi diye de adlandırılan giriş valfi, ortamdaki havanın silindire gitmesine izin verir. Bu bir silindirin emme stroku sırasında yapılır. (strok: pistonun silindir içinde çıktığı en üst nokta ile en alt noktanın mesafesidir). Çıkış veya tahliye vanası sıkıştırma stroku sırasında yüksek basınç ta açılır. Sıkıştığında hava ısınır ve bu her kompresörün problemidir.
Sonuç sadece daha az etkili sıkıştırma döngüsü değil ayrıca yağ veya yağlayıcı herhangi tahrik edici madde varsa aşırı ısınmış hava ve pistonla temas edip gerçek bir gerçek bir patlama etkisi yaratır. Bu nedenle tek kademeli kompresörün sıkıştırılması yaklaşık 10 bar çıkış basıncı ile sınırlıdır. Daha yüksek basınç elde etmek için çok kademeli kompresör kullanırsınız. İki kademeli kompresör ile 20 bar ve üzerinde basınç elde edebilirsiniz. Yüksek güçlü çok kademeli kompresörlerde aşırı ısınmayı önlemek için su soğutma kullanılabilir.
Çalışma prensibine göre pistonlu kompresör sadece darbeli basınçlı hava sağlar bu nedenle bu tip kompresör bir tank ile beraber kullanılır. Böylelikle bir tankın kullanılması kompresörün iki noktalı bir kontrolör ile çalıştırılabilmesi avantajını sunar, bu da daha az enerji tüketimi ve daha az aşınma ile sonuçlanır.