Kad se klipni klip u cilindru pomakne udesno, tlak u lijevoj komori klipa u cilindru niži je od atmosferskog tlaka PA, usisni ventil se otvara i vanjski zrak usisava u cilindar. Taj se proces naziva proces kompresije. Kad je tlak u cilindru veći od tlaka P u cijevi izlaznog zraka, ispušni ventil se otvara. Komprimirani zrak se šalje u cijev za prijenos plina. Taj se proces naziva ispušni proces. Klipno gibanje klipa tvori klizni mehanizam radilice koji pokreće motor. Okretno gibanje ručice pretvara se u klizno - klipno gibanje klipa.

Klipni zračni kompresori imaju mnoge strukturne oblike. Prema načinu konfiguracije cilindra, može se podijeliti na okomiti, vodoravni, kutni, simetrični tip vage i suprotni tip. Prema nizu kompresije može se podijeliti na jednostupanjski, dvostupanjski i višestupanjski. Prema načinu postavljanja, može se podijeliti na mobilni tip i fiksni tip. Prema načinu upravljanja može se podijeliti na tip istovara i tip tlačne sklopke. Među njima, način kontrole istovara znači da kada tlak u spremniku za zrak dosegne zadanu vrijednost, zračni kompresor ne prestaje raditi, već izvodi nekomprimirani rad otvaranjem sigurnosnog ventila. Ovo stanje praznog hoda naziva se operacija istovara. Način upravljanja prekidačem tlaka znači da kada tlak u spremniku zraka dosegne zadanu vrijednost, kompresor zraka automatski će prestati raditi.

Prednosti klipnog zračnog kompresora su jednostavna struktura, dug radni vijek i laka realizacija velikog kapaciteta i visokog tlaka. Nedostaci su velike vibracije i buka, a budući da je ispuh isprekidan, dolazi do impulsnog izlaza, pa je potreban spremnik zraka.