無油螺桿空壓機是一種作回轉運動的容積式氣體壓縮機。氣體的壓縮依靠容積的變化來實現，而容積的變化又是借助空壓機的一對轉子在機殼內作回轉運動來達到。

在壓縮機的機體中，平行地配置著一對相互嚙合的螺旋形轉子，通常把節圓外具有凸齒的轉子，稱為陽轉子或陽螺桿。把節圓內具有凹齒的轉子，稱為陰轉子或陰螺桿，一般陽轉子與原動機連接，由陽轉子帶動陰轉子轉動轉子上的最后一對軸承實現軸向定位，并承受壓縮機中的軸向力。轉子兩端的圓柱滾子軸承使轉子實現徑向定位，并承受壓縮機中的徑向力。在壓縮機機體的兩端，分別開設一定形狀和大小的孔口。一個供吸氣用，稱為進氣口;另一個供排氣用，稱作排氣口。

螺桿空壓機的進氣過程：轉子在轉動時，陰陽轉子的齒溝空間在轉至進氣端壁開口時，空間是最大的，此時轉子齒溝空間與進氣口的相通，因在排氣時齒溝的氣體被完全排出，排氣完成時，齒溝處于真空狀態，當轉至進氣口時，外界氣體即被吸入，沿軸向進入陰陽轉子的齒溝內。當氣體充滿了整個齒溝時，轉子進氣側端面轉離機殼進氣口，在齒溝的氣體即被封閉。

螺桿空壓機的壓縮過程：陰陽轉子在吸氣結束時，其陰陽轉子齒尖會與機殼封閉，這時候氣體在齒溝內不再外流。其嚙合面逐漸向排氣端移動。嚙合面與排氣口之間的齒溝空間漸漸件小，齒溝內的氣體被壓縮壓力提高。

螺桿空壓機的排氣過程：當轉子的嚙合端面轉到與機殼排氣口相通時，被壓縮的氣體開始排出，直至齒尖與齒溝的嚙合面移至排氣端面，此時陰陽轉子的嚙合面與機殼排氣口的齒溝空間為0，即完成排氣過程，在此同時轉子的嚙合面與機殼進氣口之間的齒溝長度又達到最長，進氣過程又再進行。