Når det frem- og tilbagegående stempel i cylinderen bevæger sig til højre, er trykket i det venstre kammer af stemplet i cylinderen lavere end det atmosfæriske tryk PA, sugeventilen åbnes, og udeluften suges ind i cylinderen.Denne proces kaldes kompressionsproces.Når trykket i cylinderen er højere end trykket P i udgangsluftrøret, åbner udstødningsventilen.Trykluft sendes til gastransmissionsrøret.Denne proces kaldes udstødningsproces.Stemplets frem- og tilbagegående bevægelse er dannet af krumtapskydermekanismen drevet af motoren.Krumtappens roterende bevægelse omdannes til glidning - stemplets frem- og tilbagegående bevægelse.

Stempelluftkompressorer har mange strukturelle former.I henhold til cylinderens konfigurationstilstand kan den opdeles i lodret type, vandret type, vinkeltype, symmetrisk balancetype og modsat type.I henhold til kompressionsserien kan den opdeles i enkelttrinstype, dobbelttrinstype og flertrinstype.I henhold til indstillingstilstanden kan den opdeles i mobiltype og fast type.I henhold til kontroltilstanden kan den opdeles i aflæsningstype og trykafbrydertype.Blandt dem betyder aflæsningskontroltilstanden, at når trykket i luftlagertanken når den indstillede værdi, stopper luftkompressoren ikke med at køre, men udfører ukomprimeret drift ved at åbne sikkerhedsventilen.Denne tomgangstilstand kaldes aflæsningsoperation.Pressostatens kontroltilstand betyder, at når trykket i luftbeholderen når den indstillede værdi, stopper luftkompressoren automatisk med at køre.

Fordelene ved stempelluftkompressor er enkel struktur, lang levetid og let at realisere stor kapacitet og højtryksydelse.Ulemperne er store vibrationer og støj, og fordi udstødningen er intermitterende, er der pulsudgang, så der kræves en lufttank.