氣動氣缸的工作原理是將壓縮空氣的勢能轉化為施加力的機械能或運動的動能。在氣動氣缸內，兩個腔室保持不同的氣壓。連接到分隔壁上的活塞(有時稱為桿)開始運動，因為腔室的體積響應兩個腔室的相對壓力而變化。至少一個腔室連接到允許空氣流入和流出氣動氣缸的端口。

氣動氣缸是一種借助工作流體、活塞式工作原理和來回運動的馬達。氣動氣缸的應用范圍廣泛。例如，液壓馬達驅動機構用于鍛造壓力機、升降機、泵、建筑和機械制造，在這些地方需要強大的馬達。它引導活塞在氣動氣缸內作直線往復運動。空氣通過氣動氣缸內的膨脹將熱能變化為機械能，氣體在壓縮機氣動氣缸內接受活塞壓縮而使壓力升高。

氣動氣缸又稱氣動執行元件，是氣動或壓縮空氣控制機械裝置的重要部件。空氣或氣動氣缸是將壓縮空氣動力轉化為機械能的裝置。氣動氣缸施加的驚人的力是由于壓力施加在活塞表面區域的簡單機械原理。