活塞式空壓機壓力范圍廣，在一般壓力范圍內對材料的要求低，其材料多為普通鋼材和鑄鐵。但由于活塞式空壓機采用曲柄滑塊傳動機構，故轉速不高；單機排氣量大于500m³/min時，機器顯得大而重；結構復雜，易損件多，維修量大；運轉時有振動；輸氣不連續，壓力有脈動，因此，活塞式空壓機一般適用于中、小排氣量。

當活塞由內止點向外止點返回運動時，吸氣閥關閉，氣缸內的空氣被壓縮，壓力升高，此過程為壓縮過程。當壓力超過排氣閥外的氣壓時，在壓力差的作用下排氣閥打開，壓力不再增高，壓縮過程結束，開始排氣過程。

當活塞運動到氣缸外止點時，排氣過程完畢，活塞返行，缸內殘留的空氣開始膨脹。當壓力低于吸氣閥外的空氣壓力時，吸氣閥又打開重新吸氣，此時完成了一個循環。氣體經一級氣缸壓縮后排至中間冷卻器，然后進入二級氣缸，再次壓縮后排入風包19。這樣活塞重復地往返運動，不斷地把壓縮氣體送入風包中，以供使用。

活塞式空壓機可按氣缸中心線位置、氣缸容積的利用方式、壓縮級數、氣缸的冷卻方式和氣缸內有無潤滑油等進行分類。

（一）按氣缸中心線位置分

按氣缸中心線位置不同，活塞式空壓機可分為立式、臥式和角度式三種。

立式空壓機的氣缸中心線與地面垂直。

臥式空壓機的氣缸中心線與地面平行。按氣缸與曲軸的相對位置不同，臥式空壓機又可分為一般臥式、對稱平衡式和對置式三種。

（二）按氣缸容積的利用方式分

按氣缸容積的利用方式不同，活塞式空壓機可分為單作用式和雙作用式兩種。其中，單作用式空壓機中，活塞往復運動時，吸、排氣只在活塞一側進行，在一個工作循環中完成一次吸、排氣；雙作用式空壓機中，活塞往復運動時，兩側均能吸、排氣，在一個工作循環中完成兩次吸、排氣。

（三）按壓縮級數分

按壓縮級數不同，活塞式空壓機可分為單級、兩級和多級空壓機。其中，單級空壓機中，氣體經一級壓縮到達終了壓力；兩級空壓機中，氣體經兩級壓縮到達終了壓力；多級空壓機種，氣體經兩級以上壓縮到達終了壓力。

（四）按氣缸的冷卻方式分

按氣缸的冷卻方式不同，活塞式空壓機可分為水冷式和風冷式兩種。其中，水冷式空壓機用水對空壓機各部分進行冷卻；風冷式空壓機用大氣對空壓機各部分進行冷卻。

（五）按氣缸內有無潤滑油分

按氣缸內有無潤滑油，活塞式空壓機可分為有潤滑和無潤滑兩種。其中，有潤滑空壓機的氣缸內注入潤滑油對氣缸和活塞環間潤滑；無潤滑空壓機的氣缸內不注入潤滑油對氣缸和活塞環間潤滑，而是采用聚四氟乙烯這種自潤滑材料制作密封元件，如活塞環和密封環等。