Når stempelet i sylinderen beveger seg mot høyre, er trykket i det venstre kammeret i stempelet i sylinderen lavere enn atmosfæretrykket PA, sugeventilen åpnes og uteluften suges inn i sylinderen. Denne prosessen kalles komprimeringsprosess. Når trykket i sylinderen er høyere enn trykket P i utblåsningsrøret, åpnes avtrekksventilen. Trykkluft sendes til gassoverføringsrøret. Denne prosessen kalles eksosprosess. Stempelets frem- og tilbakegående bevegelse dannes av sveivglidemekanismen som drives av motoren. Sveivens roterende bevegelse omdannes til glidende - stempelets frem- og tilbakegående bevegelse.

Stempelluftkompressorer har mange strukturelle former. I henhold til sylinderens konfigurasjonsmodus kan den deles inn i vertikal type, horisontal type, vinkeltype, symmetrisk balanse type og motsatt type. I følge kompresjonsserien kan den deles inn i ett-trinns type, dobbelt-trinns type og flertrinnstype. I henhold til innstillingsmodus kan den deles inn i mobiltype og fast type. I henhold til kontrollmodus kan den deles inn i lossetype og trykkbrytertype. Blant dem betyr avlastningskontrollmodusen at når trykket i luftlagertanken når den innstilte verdien, slutter luftkompressoren ikke å kjøre, men utfører ukomprimert drift ved å åpne sikkerhetsventilen. Denne tomgangstilstanden kalles lossing. Trykkbryterens kontrollmodus betyr at når trykket i luftlagertanken når den innstilte verdien, stopper luftkompressoren automatisk.

Fordelene med stempelluftkompressor er enkel struktur, lang levetid og lett å realisere stor kapasitet og høyt trykk. Ulempene er stor vibrasjon og støy, og fordi eksosen er intermitterende, er det pulsutgang, så en luftlagertank er nødvendig.