هنگامی که میل لنگ کمپرسور پیستون می چرخد، پیستون حرکت رفت و برگشتی را از طریق انتقال شاتون انجام می دهد و حجم کاری متشکل از دیواره داخلی سیلندر، سر سیلندر و سطح بالایی پیستون به صورت دوره ای تغییر می کند. هنگامی که پیستون کمپرسور پیستون از سر سیلندر شروع به حرکت می کند، حجم کار در سیلندر به تدریج افزایش می یابد، در این زمان، گاز در امتداد لوله ورودی رانده شده و وارد سیلندر می شود، تا زمانی که حجم کار به حداکثر تغییر کند. دریچه ورودی بسته است؛ هنگامی که پیستون کمپرسور پیستونی به صورت معکوس حرکت می کند، حجم کار در سیلندر کاهش می یابد و فشار گاز افزایش می یابد. هنگامی که فشار در سیلندر می رسد و کمی بیشتر از فشار اگزوز است، دریچه اگزوز باز می شود و گاز از سیلندر تخلیه می شود تا زمانی که پیستون به موقعیت محدود حرکت کند، دریچه اگزوز بسته می شود. هنگامی که پیستون کمپرسور پیستونی دوباره به سمت معکوس حرکت می کند، روند فوق تکرار می شود. به طور خلاصه، میل لنگ کمپرسور پیستون یک بار می چرخد، پیستون یک بار به صورت رفت و برگشتی می چرخد و فرآیند مکش، فشرده سازی و اگزوز به طور متوالی در سیلندر تحقق می یابد، یعنی یک چرخه کاری کامل می شود.
کمپرسور پیستونی در موارد مختلف به ویژه در محدوده سردخانه های کوچک و متوسط، یخچال به پرکاربردترین، بزرگترین دسته تولیدی یک مدل تبدیل شده است.
