氣動隔膜泵是靠壓縮空氣驅動，定向空氣分配閥和導向閥，稱為“氣室”，都設置在泵的中心部位。介質流動通過兩個匯流管和外隔膜室，稱為“介質室”。通常止回閥都設置在每個外隔膜室的頂部或底部或共用一匯流管。氣動隔膜泵這兩個外隔膜室靠吸口和出口接頭連接起來，泵是自吸的。空氣分配閥交替控制每隔膜的增壓。在每次沖程后，閥將自動變換位置，使空氣得以切換至另一隔膜室，使兩邊隔膜室形成交替的吸液和壓送沖程，隔膜在平行路徑里移動，空氣閥無油潤滑油需求，這就是首選的運行方式，潔凈、干燥的空氣更能提高泵的性能。