活塞压缩机由电气、机械传动、压缩、冷却、润滑和仪控六大部分组成。电气系统提供动力，机械传动系统将动力转换成活塞的往复运动。冷却系统用来冷却设备和被压缩气体，尽量实现恒温压缩过程。润滑系统提供润滑油，保证运动部件的正常工作。仪控系统起监视、报警和连锁停车等保护作用。压缩系统由气缸、缸头、活塞及活塞杆、活塞环、导向环、密封函组成。由气缸、缸头、活塞和密封函构成两个封闭容积。活塞环保证制氧机系统它们严密性。气缸上装有不同数量的进、排气阀门，它们根据其前后压差进行自动开、关，来完成吸气、压缩、排气、膨胀、再吸气的循环过程，不断的将低压气体压缩后输送出去。具体的压缩过程如下(见示意图)

                        一一排气

压缩过程示意图(双作用气缸机构)

当制氧机系统活塞杆带动活塞向右移动时，容积v2逐渐增大，P2下降，在P1>（P2+阀  簧弹力)F吸被打开，吸气管内气体进入V2容积，同时，V2’逐渐减小，P2’升高，在P2’)(P3+阀簧弹力)时，F排，打开，V2’中的气体排出进入排气管线。活塞到达右侧终点时v2体积最大，吸入气量达最大，V2’最小，仅为死点间隙，但其中的气体处于高压状态。随后活塞杆在曲轴作用下向左推动，带动活塞向左移动，这时V2容积开始逐渐变小，气体不断被压缩，、P2升高，而右室v2’的容积开始增大，其中的余气开始膨胀，P2’下降。当P1>(P2’+阀簧弹力)时，F吸，打开，膨胀阶段结束。V2’开始吸气，活塞继续左移，当P2>(P3+阀簧弹力)时，F排打开，压缩阶段结束，开始排气。吸气过程和排气过程中两个容积内压力不变，气体量在不断增多和减少。到达左侧终点时，V2容积最小，V2’最大，排气和吸气过程结束，活塞再次向右移动，重复上述过程。周而复之，气体不断被吸入、压缩、排出，实现增压目的。