在燃气轮机中压缩空气与天然气混合、燃烧和膨胀做功发电。传统压缩空气储能系统原理见图。

传统压缩空气储能系统原理图

新的带蓄热的压缩空气储能（先进绝热压缩空气储能）、微小型压缩空气储能、液化空气储能、超临界压缩空气储能，与可再生能源耦合的压缩空气储能等，循环中不再需要天然气等化石燃料。

压缩空气储能系统的关键技术包括高效压缩机技术、膨胀机技术、燃烧室技术、储热技术、储气技术、系统集成与控制技术及与电力系统的耦合技术等。压缩机和膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件，其性能对整个系统的性能具有决定性的影响。压缩空气储能系统与燃气轮机类似，但压缩空气储能系统的空气压力比燃气轮机高得多。大型压缩空气储能电站的压缩机常采用轴流与离心压缩机组成多级压缩、级间和级后冷却的结构形式，膨胀机常采用多级膨胀加中间再热的结构形式。压缩空气储能安全系数高，寿命长，可以冷启动、黑启动，响应速度快。