螺桿空壓機的靈魂部件就是一對相互嚙合的螺旋形轉子，通常把帶凸齒的叫作陽轉子，帶凹齒的叫作陰轉子。兩根轉子像兩根巨型麻花擰在一起，但齒形經過精密計算，嚙合間隙只有幾十微米，既不讓空氣倒流，又能形成連續的“齒間容積”。電機帶動陽轉子旋轉，陰轉子靠同步齒輪或噴油膜隨動，空氣從進氣端被“卷”進螺旋槽，隨著轉子繼續轉動，齒槽容積逐漸縮小，空氣就像被手風琴風箱不斷擠壓，壓力一路升高。當齒槽與排氣口接通時，高壓空氣瞬間噴出，完成一次壓縮循環。因為嚙合線是連續的，所以氣流脈動非常小，人耳聽起來只是均勻的“嗡嗡”聲。噴油機型在壓縮的同時把幾十微米油滴噴進去，既潤滑接觸面又密封間隙，還能把壓縮熱帶走，使排氣溫度控制在80 ℃左右，效率比干式高3 %～5 %。整個過程中沒有活塞式的進排氣閥片，也就沒有易損件，這就是螺桿機可以十年不停運轉的根本原因。