Wenn sich der Hubkolben im Zylinder nach rechts bewegt, ist der Druck in der linken Kammer des Kolbens im Zylinder niedriger als der Atmosphärendruck PA, das Ansaugventil wird geöffnet und die Außenluft wird in den Zylinder gesaugt. Dieser Vorgang wird als Komprimierungsprozess bezeichnet. Wenn der Druck im Zylinder höher ist als der Druck P in der Ausgangsluftleitung, öffnet das Auslassventil. Druckluft wird zum Gasübertragungsrohr geleitet. Dieser Vorgang wird als Auspuffprozess bezeichnet. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens wird durch den vom Motor angetriebenen Kurbel-Schieber-Mechanismus gebildet. Die Drehbewegung der Kurbel wird in ein Gleiten umgewandelt - die Hin- und Herbewegung des Kolbens.

Kolbenluftkompressoren haben viele Bauformen. Je nach Konfigurationsmodus des Zylinders kann er in vertikalen Typ, horizontalen Typ, Winkeltyp, symmetrischen Ausgleichstyp und gegenüberliegenden Typ unterteilt werden. Je nach Kompressionsserie kann sie in einstufige, zweistufige und mehrstufige Typen unterteilt werden. Je nach Einstellungsmodus kann es in mobilen Typ und festen Typ unterteilt werden. Je nach Steuermodus kann er in Entladetyp und Druckschaltertyp unterteilt werden. Unter diesen bedeutet der Entlastungssteuerungsmodus, dass, wenn der Druck im Luftspeicher den eingestellten Wert erreicht, der Luftkompressor nicht aufhört zu laufen, sondern durch Öffnen des Sicherheitsventils einen unkomprimierten Betrieb durchführt. Dieser Leerlaufzustand wird Entladebetrieb genannt. Der Druckschalter-Steuerungsmodus bedeutet, dass der Luftkompressor automatisch stoppt, wenn der Druck im Luftspeicher den eingestellten Wert erreicht.

Die Vorteile des Kolbenluftkompressors sind einfache Struktur, lange Lebensdauer und einfach zu realisierende große Kapazität und Hochdruckleistung. Die Nachteile sind starke Vibrationen und Geräusche, und da die Abgase intermittierend sind, gibt es einen Impulsausgang, so dass ein Luftspeichertank erforderlich ist.