当活塞在曲轴连杆的带动下，从上止点（活塞离气缸头近的位置）向下止点（活塞离气缸头远的位置）移动时，气缸内的容积逐渐增大，压力随之降低。

当气缸内压力低于进气管道内的气体压力时，吸气阀在压差作用下被顶开，气体被“吸入”气缸。

活塞到达下止点时，吸气冲程结束，吸气阀关闭。此时气缸内充满低压气体。

活塞在曲轴连杆的带动下，开始从下止点向上止点运动。气缸容积逐渐减小。

吸气阀和排气阀均处于关闭状态，气缸成为一个密闭空间。

随着活塞上行，气缸内气体的体积被强制缩小，分子间的距离减小，碰撞频率和强度增加，导致气体的压力和温度同步升高。这是一个将机械能（活塞动能）转化为气体压力能和热能的过程。

当活塞上行至某一位置，气缸内的气体压力升高到超过排气管道内的压力（或克服排气阀弹簧力）时，排气阀被顶开。

活塞继续向上止点运动，将高压、高温的气体持续“推出”气缸，进入排气管道或储气罐。

活塞到达上止点时，排气冲程结束，排气阀关闭。

理论上，活塞到达上止点时，气缸内气体应完全排空。但实际上，为了防止活塞撞击缸头，活塞顶部与气缸头之间会留有一个很小的空间，称为余隙容积。

排气冲程结束时，少量高压气体残留在余隙容积内。

当活塞再次从上止点开始向下移动时，这部分残留的高压气体在气缸内膨胀降压。

只有当膨胀后的气体压力低于进气压力时，吸气阀才会再次开启，开始新的吸气冲程。余隙容积的存在会降低压缩机的容积效率。