往復活塞式壓縮機有四個工作過程，分別是膨脹過程、吸氣過程、壓縮過程和排氣過程，如圖2-30所示。
活塞在氣缸中作往復運動，活塞能夠達到的最靠近氣缸蓋的極限位置稱為上止點，最遠離氣缸蓋的位置稱為下止點。當活塞從上止點開始向下運動時，在氣缸中仍殘留少量高壓氣體，這部分氣體所占據的體積稱為余隙容積，是由機械運動所要求的活塞頂部與氣缸頂部間的間隙以及閥孔等容積組成，對于活塞式壓縮機是不可避免的。
由于高壓氣體的存在，活塞向下運動時的開始階段，低壓氣體尚不能進入氣缸，只有當余隙容積中的高壓氣體膨脹到略低于吸氣管道中的壓力時，吸氣過程才能夠開始，這一階段稱為膨脹過程。在膨脹過程中吸、排氣閥均處于關閉狀態。在吸氣過程，活塞仍然向下運動，吸氣閥依靠兩側的壓力差打開，外界氣體經過吸氣閥進入氣缸。當活塞到達下止點后，吸氣過程結束，活塞開始向上運動，由于此時氣缸內的壓力低于氣缸外排氣管道中的壓力，吸、排氣閥均不能打開，由氣缸、活塞以及閥板、氣閥等組成了一個封閉的空間，并且隨著活塞的向上運動而縮小，氣體得以壓縮，成為壓縮過程。
隨著制冷壓縮過程的進行，氣缸內的氣體壓力不斷提高，當壓力略高于排氣管內的壓力，所產生的壓力差足以克服排氣閥的阻力時，排氣閥打開，開始排氣過程，直至活塞到達上止點，氣缸容積達到最小，排氣過程結束。
