Kompresörlerin çalışma prensibi termodinamik yasaları ile açıklanır. Fiziksel yasalar kompresörün gazları nasıl sıkıştırdığını da anlatır. İdeal gaz yasası ile ilgili formüle göre, gazın hacmi azaldıkça basınç, orantılı olarak artmaktadır. Yüksek basınçlı sıkıştırılmış hava, ihtiyaç duyulan kuvvetin elde edilmesini sağlar. Gazı daha küçük hacimlere dönüştürmek için kullanılan pozitif deplasmanlı kompresör çeşitleri arasında vidalı kompresörler ve pistonlu kompresörler bulunur. Vidalı kompresör türleri rotor yardımı ile çalışır. Erkek ve dişi rotorlar ters yönlerde dönerek aralarında kalan havayı hapsederek hacmini azaltırlar. Döner vidalı kompresörler için bir valf sistemi olmadığıdan mekanik dengesizlik riski azalır. Pistonlu hava kompresörü ise en eski kompresör türüdür. İki diski bulunan bir valf sistemi ile çalışır. Piston aşağı doğru hareket ederken içeri hava girer ve silindir içinde sıkışmaya başlar ve basınç kazanır. Valf sistemleri havanın giriş çıkışını ayarlamak içindir.
Pistonlu kompresör çeşitleri, pozitif yer değiştirmeli kompresör sınıfının en eski ve en çok kullanılan modelidir. Hava, kapalı bir hacim içine çekilerek sıkıştırılır ve yüksek basınçlı tarafa doğru itilir. Burada hava basıncını artırmak ve yüksek basınçlı tarafa havayı taşımak için bir kuvvet kullanılır. Bu kuvveti sağlayan eleman pistondur. Silindir içinde hareket eden piston sürekli yer değiştirerek havayı sıkıştırır. Bu yer değiştirme işlemine öteleme denir.
Pistonlu kompresörler hava soğutmalı, su soğutmalı olabilir. Yağlı ve yağsız tipler olarak da ikiye ayrılır. Basınç ve kapasite seçimi yapılabilecek şekilde geliştirilmiş modelleri mevcuttur. Valfler de silindir içindeki basınca göre açılır ya da kapanır. Pistonlu kompresörlerin düşük satın alma maliyetleri bulunur ve kolaylıkla hareket ettirilebildiklerinden oldukça avantajlıdırlar. Pistonlu kompresörlerin standart özellikleri bulunur. Tasarımları oldukça basit ve dengelidir. Yedek parça imkânı fazladır. Emiş valf sistemi ölü hacmi minimize edecek şekilde tasarlanır. Yataklama sistemi, mekanik sürtünmeleri en aza indiren iğneli rulmanlı yapıdadır.
Basınçlı hava sağlayarak zaman ve enerji tasarrufu avantajı oluşturan kompresörlerin bazı arızaları olabilir. Bu arızaların oluşmasını engellemek için bakımlarının yapılması önemlidir. Uzun ömürlü bir kompresörün sırrı, düzenli bakımında gizlidir. Özellikle pistonlu modellerde oluşabilecek kompresör arızaları şöyledir:
Sıvı yürümesi: Soğutucu akışkanın çalışır haldeki kompresöre dönmesi demektir.
Kompresörlerin uzun ömürlü olabilmesi için belirli periyotlarda bakımının yapılması önem taşır. Tüm bakımlarında, öncelikle ana şalterden tüm elektriğin kesilmesi ve tüm basınçlı havanın boşaldığından emin olmak gerekir. Kompresör çalışır durumda iken kapakları açılmaz ve hiç bir parça yerinden oynatılmaz.
Kompresör bakımı için günlük ve haftalık bakım periyotları bulunur. Günlük bakımda, kompresörü çalıştırmadan önce yapılacak bazı kontroller yer alır. Yağ seviyesinin kontrolü en önemli aşamadır. Eğer seviye az ise yağ eklemek önemlidir. Ancak yağın eklenme sıklığı ve miktarı muhakkak kontrol edilmeli, eğer bir fazlalık varmış gibi geliyorsa makinede bir sorun varmış gibi düşünüp servis çağırmak gereklidir.
Uzun ömürlü pistonlu kompresörler için haftalık bakım önerilerinin en başında yağ deposunda biriken suyu boşaltmak gelir. Yağ filtresi ve yağ seviyesini kontrol ettikten sonra radyatör petekleri, toz ve emiş filtresi basınçlı hava ile temizlenir. Gerekiyorsa kompresöre ait yedek parça ve diğer malzemeler de temizlenerek saklanır. Çoğu uygulamada kompresörler 7/24 çalışmaktadır. Bu nedenle sürekli bakım ve kontrollerinin sağlanması da önem taşır. Pistonlu kompresörlerde, özellikle soğutma sistemlerinin sürekli bakımı kompresörü çok daha uzun süreli bir kullanıma hazır hale getirir.