1）吸气过程。当齿槽的啮合线在断面的啮合点进入吸气口时开始吸气。随着螺杆旋转吸入腔的啮合密封线连续的向排气端做轴向移动，使吸入腔的容积不断增大，吸入的空气也越来越多。当断面齿廓离开吸气时，吸气阶段结束。吸入的空气处于一个由阴阳转子与壳体构成的封闭腔内。
2）压缩过程。由阴阳转子与壳体构成的封闭腔随着转子的转动向排气端移动，其容积不断缩小，使气体受到压缩，与此同时润滑油吸入这个封闭室。
3）排气过程。当螺杆继续旋转时，封闭的腔进一步缩小，气体进一步压缩，当阳转子齿到达排气口时，封闭腔室容积量小，气体也被压缩至额定值，压缩空气从排气口排出，油气混合气体通过止回阀进入油分离器，经过分离后，压缩空气流经后冷却器进入压缩空气管网。螺杆式空气压缩机结构简单不存在往复力，由于转子连续高速运转，因此排出气体稳定且无脉冲现象，噪声和振动较小。