Máy nén khí không dầu không dầu thuộc loại máy nén khí piston chuyển động siêu nhỏ. Nguyên lý hoạt động của nó là khi động cơ dẫn động trục khuỷu máy nén quay, thông qua sự truyền động của thanh truyền, piston tự bôi trơn mà không cần thêm bất kỳ chất bôi trơn nào sẽ tạo ra chuyển động tịnh tiến, và thể tích làm việc bao gồm thành trong của xylanh, đầu xi lanh và bề mặt trên của piston sẽ thay đổi theo chu kỳ. Khi piston của máy nén piston bắt đầu chuyển động từ đầu xi lanh thì thể tích làm việc trong xi lanh tăng dần. Lúc này khí đẩy van đầu vào theo đường ống vào và đi vào xi lanh cho đến khi thể tích làm việc đạt cực đại thì van đầu vào đóng lại; Khi piston của máy nén piston chuyển động ngược chiều thì thể tích làm việc trong xylanh giảm và áp suất khí tăng. Khi áp suất trong xi lanh đạt và cao hơn một chút so với áp suất khí thải, van xả sẽ mở và khí được xả ra khỏi xi lanh cho đến khi piston chuyển động đến vị trí giới hạn, và van xả đóng lại. Khi piston của máy nén piston lại chuyển động ngược chiều thì quá trình trên lặp lại. Tức là, trục khuỷu của máy nén piston quay một lần, piston quay một lần, và quá trình nạp, nén và xả được thực hiện liên tiếp trong xi lanh, tức là một chu trình làm việc được hoàn thành. Thiết kế cấu trúc của trục đơn và xi lanh đôi giúp cho lưu lượng khí của máy nén gấp đôi so với xi lanh đơn ở một tốc độ định mức nhất định, đồng thời đã được kiểm soát tốt trong việc kiểm soát độ rung và tiếng ồn.