เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดศูนย์ตายบนไปยังจุดศูนย์ตายล่างของกระบอกสูบ ปริมาตรภายในกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นและความดันจะลดลง เมื่อความดันภายในกระบอกสูบลดลงต่ำกว่าความดันบรรยากาศโดยรอบ ความแตกต่างของความดันระหว่างภายในและภายนอกกระบอกสูบจะทำให้ลมภายนอกเอาชนะแรงตึงของสปริงและดันวาล์วไอดีให้เปิดออกและเข้าสู่กระบอกสูบ (ในขณะนี้ วาล์วไอเสียจะปิดอยู่) เมื่อลูกสูบถึงจุดศูนย์ตายล่าง กระบอกสูบจะเต็มไปด้วยอากาศที่มีความดันเท่ากับความดันบรรยากาศโดยรอบ เนื่องจากความดันภายในและภายนอกกระบอกสูบสมดุลกัน สปริงวาล์วจะดันวาล์วไอดีให้ปิดลง ทำให้การเคลื่อนที่ของลูกสูบเข้าสู่กระบอกสูบเสร็จสมบูรณ์

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดศูนย์ตายล่างไปยังจุดศูนย์ตายบน ทั้งวาล์วไอดีและวาล์วไอเสียจะปิดลง และอากาศภายในกระบอกสูบจะถูกอัด เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้น ปริมาตรของกระบอกสูบจะลดลงอย่างต่อเนื่อง และความดันของอากาศอัดจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย กระบวนการนี้เรียกว่าจังหวะอัด

เมื่อแรงดันของอากาศอัดเกินกว่าแรงรวมของแรงดึงสปริงวาล์วและแรงดันภายในท่อส่งอากาศ วาล์วปล่อยอากาศจะถูกดันเปิด และอากาศอัดจะถูกปล่อยออกทางท่อส่งอากาศจนกระทั่งลูกสูบเคลื่อนที่ถึงจุดศูนย์ตายบน ณ จุดนี้ อากาศอัดส่วนใหญ่ภายในกระบอกสูบจะถูกปล่อยออกไป ทำให้แรงดันอากาศลดลงอย่างรวดเร็ว จากนั้นวาล์วปล่อยอากาศจะปิดกระบอกสูบอีกครั้งภายใต้แรงดึงของสปริง กระบวนการนี้เรียกว่าจังหวะปล่อยอากาศ

เมื่อลูกสูบเคลื่อนที่จากจุดศูนย์ตายบนไปยังจุดศูนย์ตายล่างอีกครั้ง อากาศบริสุทธิ์จะถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบ ทำให้เกิดจังหวะดูดครั้งต่อไป ด้วยวิธีนี้ เครื่องอัดอากาศแบบลูกสูบจึงทำงานเป็นวัฏจักรต่อเนื่องของการดูด การอัด และการปล่อยอากาศ