活塞式无油空压机是属于微型往复式活塞式压缩机，电机单轴驱动压缩机曲轴旋转时，通过连杆的传动，具有自润滑而不添加任何润滑剂的活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。
活塞式无油空压机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到zui大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到限制位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。即：活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。
活塞式无油空压机整机工作原理：电机运转，空气通过空气过滤器进入压缩机内, 压缩机将空气压缩，压缩气体通过气流管道打开单向阀进入储气罐,压力表指针显示随之上升至8 Bar,。大于8 Bar时, 压力开关感应道压力后自动关闭,电机停止工作, 同时电磁阀将压缩机机头内气压排至0。此时空气开关压力宣示、储气罐内气体压力仍为8 Bar，气体通过球阀排气驱动连接的设备工作。储气罐内气压下降至5 Bar时，压力开关通过感应自动开启，压缩机重新开始工作。