Když se vratný píst ve válci pohybuje doprava, je tlak v levé komoře pístu ve válci nižší než atmosférický tlak PA, sací ventil se otevře a vnější vzduch je nasáván do válce. Tento proces se nazývá proces komprese. Když je tlak ve válci vyšší než tlak P v potrubí výstupního vzduchu, otevře se výfukový ventil. Stlačený vzduch je přiváděn do potrubí pro přenos plynu. Tento proces se nazývá výfukový proces. Zpětný pohyb pístu je tvořen klikovým posuvným mechanismem poháněným motorem. Rotační pohyb kliky se převádí na posuvný - vratný pohyb pístu.

Pístové vzduchové kompresory mají mnoho strukturálních forem. Podle konfiguračního režimu válce jej lze rozdělit na vertikální, horizontální, úhlový, symetrický a na protilehlý. Podle řady komprese je lze rozdělit na jednostupňový typ, dvoustupňový typ a vícestupňový typ. Podle režimu nastavení jej lze rozdělit na mobilní typ a pevný typ. Podle režimu ovládání jej lze rozdělit na typ vykládky a typ tlakového spínače. Mezi nimi režim řízení vykládky znamená, že když tlak v zásobníku vzduchu dosáhne nastavené hodnoty, vzduchový kompresor nepřestane běžet, ale provede nekomprimovaný provoz otevřením pojistného ventilu. Tento stav volnoběhu se nazývá operace vykládky. Režim ovládání tlakového spínače znamená, že když tlak v zásobníku vzduchu dosáhne nastavené hodnoty, vzduchový kompresor automaticky zastaví chod.

Výhody pístového vzduchového kompresoru jsou jednoduchá struktura, dlouhá životnost a snadno realizovatelná velká kapacita a vysoký tlak. Nevýhodou jsou velké vibrace a hluk, a protože výfuk je přerušovaný, je zde pulzní výstup, takže je zapotřebí vzduchová nádrž.