靠氣缸中作往復運動，改變工作容積，使氣體被壓縮，提高氣體壓力，這類壓縮機為往復式壓縮機。往復式壓縮機通常形式有活塞式和膜片式，它們分別通過活塞式膜片在氣缸內的往復運動，借助進排氣閥自動開閉，進行氣體的吸入，壓縮和排出，其特點是壓力廣泛，工業應用上最高壓力達350MPa（350kgf/cm2）。氣體壓力有脈沖，運轉時有振動，其中活塞式壓縮機是應用最廣泛種。往復壓縮機按壓縮過程分為單級和多級；按氣缸排列相對位置又分為立式、臥式、角式、對置平衡式。膜片壓縮機是曲柄連杄機構通過液體驅動膜片工作，由于膜腔氣密性好，壓縮介質凈度很高。因此常用于珍貴稀有氣體壓縮，以及輸送不許泄漏，易燃，強腐蝕性，放射性和劇毒介質。膜片式壓縮機輸氣量很小，每小時為520m3，多用于科研及生產特殊用途。膜片壓縮機的氣缸不需要潤滑，只需潤滑由柄連杄和液壓缸。