Jednostopniowa sprężarka tłokowa zbudowana jest w sposób pokazany na schemacie. Silnik obraca koło zamachowe, które obraca wał korbowy (1). Korba na wale porusza większym końcem korbowodu (3) ruchem okrężnym. Ruch ten przekazywany jest przez tłoczysko do jego małego końca, przesuwając poprzeczkę (4), tłoczysko (5) i tłok (7) tam i z powrotem po linii prostej.
Cykl operacyjny
Korba i korbowód poruszają tłok wielokrotnie między dwoma końcami. Najdalszy punkt tłoka w kierunku wału korbowego nazywany jest wewnętrznym martwym punktem. Jego najdalszy punkt w kierunku pokrywy cylindra nazywany jest zewnętrznym martwym punktem. Odległość między tymi dwoma punktami to skok S.
Gdy tłok przemieszcza się od zewnętrznego martwego punktu do wewnętrznego martwego punktu, przestrzeń pomiędzy głowicą cylindra a tłokiem zwiększa się. Gaz wewnątrz rozszerza się, a jego ciśnienie spada. Gdy ciśnienie spadnie poniżej ciśnienia w rurze wlotowej, zawór ssący otwiera się. Gaz dostaje się do cylindra. Tłok osiąga wewnętrzny martwy punkt i zawór ssący zamyka się. Etap ssania kończy się.
Następnie tłok przesuwa się w kierunku zewnętrznego martwego punktu. Przestrzeń w cylindrze staje się mniejsza. Gaz jest sprężany, a jego ciśnienie wzrasta. Gdy ciśnienie przekroczy ciśnienie w rurze wylotowej, zawór wylotowy otwiera się. Gaz jest wypychany. Tłok dociera do zewnętrznego martwego punktu i zawór wylotowy zamyka się.
W ten sposób każdy pełny obrót wału korbowego powoduje jednokrotny ruch tłoka do przodu i do tyłu. Sprężarka wykonuje jeden pełny cykl. Cykl ten obejmuje rozprężanie, ssanie, ściskanie i rozładowywanie.