氣缸工作原理是引導活塞在缸內進行直線往復運動。它能將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能，驅動機構作直線往復、擺動和旋轉運動。

氣缸由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件等組成。其類型多樣，比如單作用氣缸，僅一端有活塞桿，從活塞一側供氣聚能產生氣壓，氣壓推動活塞產生推力伸出，靠彈簧或自重返回；雙作用氣缸，從活塞兩側交替供氣，在一個或兩個方向輸出力；膜片式氣缸，用膜片代替活塞，只在一個方向輸出力，用彈簧復位，密封性能好但行程短；沖擊氣缸，能把壓縮氣體的壓力能轉換為活塞高速運動的動能以做功；無桿氣缸，沒有活塞桿，有磁性氣缸、纜索氣缸這兩大類。

在自動化設備中，氣缸作用重大，百分之九十的動力來源都是電機和氣缸。氣缸內部被活塞分成兩個腔，有活塞桿的稱為有桿腔，無活塞桿的被稱為無桿腔。在工作時，通過氣壓傳動，將壓縮空氣的壓力轉換為機械能，使機構做直線往復運動，或者擺動和旋轉運動。

像四沖程汽油機，會將空氣和汽油按比例混合，形成混合氣。在進氣沖程，混合氣被吸入氣缸，然后被壓縮、點燃、燃燒，產生熱能，推動活塞做功，將熱能轉變為機械能。進氣沖程中，活塞由曲軸驅動從上止點運動到下止點，進氣門開啟，排氣門關閉，氣缸容積增大，氣體壓力降低形成真空，混合氣被吸入。壓縮沖程里，進氣門和排氣門同時關閉，活塞從下止點移動到上止點，工作容積減小，缸內混合物被壓縮，壓力和溫度上升。

氣缸體工作條件惡劣，要承受燃燒時壓力和溫度的急劇變化以及活塞運動的強烈摩擦，所以要有足夠的強度和剛度、良好的冷卻性能以及耐磨性，以保證各運動部件位置良好，轉動正常，振動噪音低，有足夠的使用壽命。