往復式壓縮機都有氣缸、活塞和氣閥。壓縮氣體的工作過程可分成膨脹、吸入、壓縮和排氣四個過程。例：單吸式壓縮機的氣缸，這種壓縮機只在氣缸的一段有吸入氣閥和排除氣閥，活塞每往復一次只吸一次氣和排一次氣。（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餘氣不斷膨脹。（2）吸入：當壓力降到稍小於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。由於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於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於出口管中的氣體壓力時，缸內氣體便頂開排出氣閥的彈簧進入出口管中，並不斷排出，直到活塞移至右邊的末端（又稱右死點）為止。然後，活塞又開始向左移動，重複上述動作。活塞在缸內不斷的往復運動，使氣缸往復迴圈的吸入和排出氣體。活塞的每一次往復成為一個工作迴圈，活塞每來或回一次所經過的距離叫做衝程。往復式壓縮機屬於容積式壓縮機,是使一定容積的氣體順序地吸入和排出封閉空間提高靜壓力的壓縮機。曲軸帶動連桿，連桿帶動活塞，活塞做上下運動。活塞運動使氣缸內的容積發生變化，當活塞向下運動的時候，汽缸容積增大，進氣閥開啟，排氣閥關閉，空氣被吸進來，完成進氣過程；當活塞向上運動的時候，氣缸容積減小，出氣閥開啟，進氣閥關閉，完成壓縮過程。通常活塞上有活塞環來密封氣缸和活塞之間的間隙，氣缸內有潤滑油潤滑活塞環。