自從發動機面世以來，工程師們一直想方設法提高發動機的功率。提高發動機的功率，為的是讓發動機氣缸內能充盈儘可能多的空氣，讓更多的氧分子參與燃燒，進而產生出更多的能量。而為了提高發動機充氣量，除了製造更大排量的發動機，增加參與燃燒的空氣體積以外，另一種方法就是提高相同排量下，增加氣缸內的空氣的分子數，也就是令更多的空氣分子進入到氣缸之中。但對於依靠氣缸內與氣缸外的氣壓差來為氣缸充氣的自然進氣方式，氣缸的充氣氣壓絕對不可能超過一個大氣壓力，這也是自然進氣發動機的物理極限，那如何提高發動機的充氣效率呢？從自然吸氣的原理可以知道，唯一的做法是強制性地向燃燒室“泵”入更多的空氣，而不是依靠活塞下行被動地“吸”入空氣。這就是強制進氣（Forced Intake）誕生的基本思路。強制進氣的方式，被分為機械增壓以及渦輪增壓。目前我們聽說比較多的是渦輪增壓，在此也不再贅述了；而機械增壓則是另一種強制進氣的形式，它的總體工作原理是，由曲軸皮帶輪帶動泵氣機，將空氣壓縮至超過一個大氣壓力，並送入氣缸內參與燃燒。
圖：奧迪3.0機械增壓V6發動機。
機械增壓器（Supercharger）是機械增壓系統的核心。大家都知道渦輪增壓器，其葉片是由廢氣“吹”得轉動的，而機械增壓器則是其皮帶輪與發動機曲軸皮帶盤，以皮帶連線，利用發動機曲軸的轉動，通過皮帶將旋轉傳遞給增壓器，帶動機械增壓器內部葉片，以產生增壓空氣送入引擎進氣歧管內，以此達到提高充氣效率的目的。機械增壓器是從曲軸直接獲取動力的，所以機械增壓自身會佔用掉髮動機的功率，而且機械增壓本體根據其結構的分別，增壓效率也大有不同。
圖：機械增壓器增壓原理圖。發動機曲軸通過皮帶帶動機械增壓器皮帶輪旋轉，動力傳遞到主動軸上的主動齒輪帶動從動齒輪旋轉。壓縮機轉子也由此開始旋轉，空氣通過轉子凸緣集中起來吸入，由於轉子具有錐度，空氣從增壓器進氣口流向排氣口，氣道會變小。隨著氣道的收縮，空氣便被壓入到更小的空間，使得空氣的壓縮可以連續進行。
根據構造不同，機械增壓器曾經出現過許多種型別，包括：魯式 (Roots)、雙螺旋式和離心式等。它們的主要區別在於將空氣吸入發動機進氣歧管的方式不同。 魯式和雙螺旋式機械增壓器使用不同型別的齧合凸緣，而離心式機械增壓器則是使用葉輪的旋轉吸入空氣。
魯氏（Roots）機械增壓器
魯氏機械增壓器是機械增壓家族中最先設計的，早在1860年由Philander和Francis Roots發明並申請了設計專利，最先的目的是用於礦井內部通道的通風。在內燃機發明後，1900年，Gottleib Daimler首次在汽車發動機中安裝了魯氏機械增壓器。
圖：圖為魯氏機械增壓器工作原理。
魯氏壓縮機中的有兩個凸緣轉子，它們相互齧合。當主動軸齧合被動軸凸緣旋轉時，凸緣之間產生真空或負壓，由此空氣會被吸入，然後在增壓器進氣口和其排氣口之間傳送。大量的空氣將進入進氣歧管，並累積起來產生正壓力。但這種設計的增壓器並不是連續不斷地吸入空氣，而是間歇式的吸入（雖然間歇很短但不能忽略），而且轉子凸緣體笨重，需消耗較多的曲軸扭矩，效率並不高，而且這類增壓器的壓縮空氣排出壓縮機時會發出轟鳴聲，一般需要安裝降噪裝置以降低噪音。
圖：GM旗下土星2006款Ion上的Eaton魯氏增壓器。
魯式機械增壓器通常體積都比較大，安裝在發動機的頂部。因為可以裝在發動機蓋的外面，所以它們在大馬力的汽車中很受歡迎。不過，它卻是效率最低的機械增壓器，原因有兩方面：一方面它重量較大，增加了轎車的重量，另一方面則是隻能間歇地吸入空氣，並不能順暢地連續吸入空氣。
雙螺旋式機械增壓器
雙螺旋式機械增壓器又被稱為羅茨鼓風機，和魯氏機械增壓器十分相似，雙螺旋式機械增壓器通過兩根類似於一組渦輪傳動的齧合凸緣轉子吸入空氣，增壓器中的空氣也是通過轉子凸緣集中起來吸入的。和魯氏增壓器不同的是，雙螺旋式機械增壓器會不間斷的壓縮轉子殼體內的空氣，而不會像魯氏增壓器間歇式的吸入空氣。其原因在於這些轉子具有一定錐度，這意味著隨著空氣從增壓器進氣口流向排氣口，氣道會變小。隨著氣道的收縮，空氣便被壓入到更小的空間，使得空氣的壓縮可以連續進行，這樣既提高增壓器的壓縮效率，又使得增壓器不需要造得十分龐大。
圖：為雙螺旋式機械增壓器的工作原理。
圖：由Sprintex為Bullet設計生產地克萊斯勒300 SRT-8系列的機械增壓套件將這臺2氣門大排量V8的極限發揮的琳琳精緻。
由於轉子凸緣的形制的需要，在製造過程中需要進行精密加工，使得這款增壓器的製造成本上升。與魯氏機械增壓器一樣，雙螺旋是增壓器一般都安裝在發動機的上方，也有部分的會選擇安裝在發動機的一側。因其工作原理與魯氏增壓器十分相似，從排氣口排出的壓縮空氣會和魯氏增壓器一樣會發出轟鳴聲，一般都須使用降噪裝置消除這些聲音。
離心式機械增壓器
離心式機械增壓器通過利用葉輪的旋轉，將空氣高速吸入狹小的壓縮機殼體。其葉輪的形狀與渦輪增壓器壓縮機的轉子十分相似，它的轉速透過輸入軸變速器的放大，可達每分鐘5-6萬轉。空氣在葉輪輪轂處被吸入，葉輪旋轉產生的離心力會導致空氣向外擴散。這些空氣會使葉輪處於高速低壓狀態。擴壓器是一組環繞葉輪的固定葉片，它會將高速低壓的空氣轉換成低速高壓的空氣。當空氣分子碰到這些葉片時，會減慢速度，從而降低氣流速度以及增加壓力。和任何離心式增壓器一樣，在發動機低轉速的時候提供很小範圍的增壓來輔助發動機進行工作，並且在發動機減速的時候，空氣會旁通。有一點和魯氏、雙螺桿一樣的，就是在發動機的任何工作速度下都能提供有效地增壓值。但由於汽油發動機要求燃油和氧氣在相對較小的比例下壓縮成混合氣並進行燃燒，所以在低轉速的工作狀態成為了很多人關注的熱點，而離心式實際上在低轉速區間不能和魯氏、雙螺旋式機械增壓器一樣供給足夠的氧氣去提供燃燒，所以離心式機械增壓器被考慮用在大排量的發動機上，而且在啟動階段不需要過多的強制進氣的發動機進行匹配，這樣也可以避免了輪胎在發動機啟動階段的打滑。
圖：離心式機械增壓器的工作原理。
圖：廣本ODYSSEY發動機艙的離心渦輪式機械增壓器。
離心式機械增壓器的增壓效率是上述三種機械增壓器中最高的，同時增壓後空氣的溫度一般也較前兩種高，常常需要加裝中間冷卻器以降低壓縮空氣的溫度。由於這款增壓器的體積小，重量輕，可以安裝在發動機的前面而不是頂部。與其他幾款機械增壓器一樣，工作時，它也會產生與眾不同的轟鳴聲，如有需要也應加裝降噪裝置。由於這款機械增壓器與渦輪增壓器高度相似，不少人會以為這是一款渦輪增壓器。但從壓縮機的驅動方式上講，它是不折不扣的機械增壓器。