不同類型的壓縮機，其工作原理也不同，如永磁變頻空壓機和二手螺桿空壓機的原理就很不同，下面介紹下往復式永磁變頻空壓機的工作原理。
1 膨脹：當活塞向左邊移動時，缸的容積增大，壓力下降，原先殘留在氣缸中的余氣不斷膨脹。
2 吸入：當壓力降到稍小于進氣管中的氣體壓力時，進氣管中的氣體便推開吸入氣閥進入氣缸。隨著活塞向左移動，氣體繼續進入缸內，直到活塞移至左邊的末端（又稱左死點）為止。
3 壓縮：當活塞調轉方向向右移動時，缸的容積逐漸縮小，這樣便開始了壓縮氣體的過程。由于吸入氣閥有止逆作用，故缸內氣體不能倒回進口管中，而出口管中氣體壓力又高于氣缸內部的氣體壓力，缸內的氣體也無法從排氣閥跑到缸外。出口管中的氣體因排出氣閥有止逆作用,也不能流入缸內。因此缸內的氣體數量保持一定，只因活塞繼續向右移動，縮小了缸內的容氣空間（容積），使氣體的壓力不斷升高。
4 排出：隨著活塞右移，壓縮氣體的壓力升高到稍大于出口管中的氣體壓力時，缸內氣體便頂開排除氣閥的彈簧進入出口管中，并不斷排出，直到活塞移至右邊的末端（又稱右死點為止，空壓機熱能回收。然后，活塞右開始向左移動，重復上述動作。活塞在缸內不斷的往復運動，使氣缸往復循環的吸入和排出氣體。活塞的每一次往復成為一個工作循環，活塞每來或回一次所經過的距離叫做沖程。
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