کمپرسور پیستونی، از یک سیلندر تشکیل شده که می تواند از طریق حرکت رفت و برگشت، هوا را فشرده کند. برای همین به آن کمپرسور رفت و برگشتی نیز می گویند. این کمپرسورها جایگاه خاصی در میان کمپرسورهای متوسط و کوچک دارند و جزء قدیمی ترین آن ها محسوب می شوند. برای درک بهتر باید بگوییم عملکرد کمپرسور پیستونی شبیه تلمبه دوچرخه است. این کمپرسورها در صنایع مختلف کاربرد دارند و مدل های مختلفی از آن ها ساخته می شود.
کمپرسور هوا پیستونی عملکردی سه مرحله ای دارد این مراحل شامل:
۱– عملیات مکش
میل لنگ شروع به حرکت می کند و پیستون را در داخل سیلندر جابه‌جا نموده و به طرف پایین می کشد. همزمان با این کار، شیر ورودی کمپرسور باز می شود و موجب مکش هوا از شیر ورودی شده و در داخل سیلندر، خلا ایجاد می گردد.
۲– عملیات فشرده سازی
بعد از این که پیستون به پایین ترین حد خود رسید، حرکت رو به بالا استارت می خورد. در این شرایط شیر ورودی سیلندر بسته است و جابجایی پیستون باعث بالا رفتن فشار و دمای هوا می شود.
۳– عملیات تخلیه
هنگامی که فشار و دمای هوا به حد مشخصی برسد، شیر تخلیه سیلندر باز می گردد و گاز از طریق آن با فشار خارج می شود. در این هنگام پیستون به جای اول خود بازگشته و سیکل این کمپرسور تکمیل شده است.