Pistonlu hava kompresörü en eski ve en yaygın kompresör türüdür. Mekanizması şu şekilde çalışır:

Pistonlu kompresörler esasen bir valf sistemi ve iki valf diski içerir. Piston aşağıya indiğinde silindire hava çeker. Valf disklerinden biri aşağıya doğru katlanarak havanın geçmesine izin verir. Piston yukarı çıktığında büyük disk de yukarıya doğru katlanır ve kapanır. Bunun ardından basınçlı hava son işleme gönderilir. Bu mekanizma temelde otomobillerde kullanılanlar gibi küçük bir yanmalı motorunkiyle aynıdır.

Pistonlu kompresörleri tercih etmek işletmenize birçok avantaj sağlar. Öncelikle, bu kompresörlerin satın alma maliyeti düşüktür. Pistonlu kompresörlerin sunduğu diğer avantajlar ise kolayca kontrol edilebilmeleri, çalıştırılabilmeleri ve taşınabilmeleridir.

Pistonlu kompresörler esasen çok fazla basınçlı havaya ihtiyaç duyulmayan ve/veya yalnızca arada ihtiyaç duyulan uygulamalarda (örneğin bir tamirhanede) kullanılır. Aynı zamanda bu kompresörler daha gürültülü olduğu için diş hekimi muayenehanesi veya laboratuvar gibi ortamlarda kullanılmak için pek ideal değildir.