多级轴流式压缩机设计中，各级在轴向前后衔接，串联排列，结构上较简单，流动路程短而直，效率较高。多级轴流式压缩机的通流部分，除了有依次排列的级组外，有时在第一级之前还装有进口导流器，其功能是使进入第一级的气流具有某种所需的方向。此外，在末级之后，有时还装有整流叶片排，以使末级出来的气流最后转为轴向。在多级轴流式压缩机中，级的工作条件与孤立的单级有所不同。在多级中，后一级的进口流场及参数状况，往往取决于前一级出口的气流参数；而后级的流动状况又对前级存在着一定的影响，所以其级与级之间是相互影响、相互干涉的。

在多级轴流式压缩机中，各级的工作原理是完全相同的。但由于各级在通流部分中所处的位置不同，沿通流部分气流的参数是逐级变化的，各级的进气状态及流场完全不同，主要表现在各级的压力、温度、流速及容积流量不同。因此，必须针对不同的气动参数，来设计和配置各级的几何参数，只有这样，才能使多级压缩机的整体性能达到最优。

多级轴流式压缩机中各级是依次串联排列的，其各级的通流面积是按一定规律逐渐变化的，进口处第一级的通流面积最大，最后一级的最小。在压缩机设计中，压力与密度是逐级增大的，而气流轴向速度可由设计者自行选择（一般不会剧烈变化）。因此，通流形式的设计显得极为关键。在轴流式压缩机的设计中，有多种通流部分形式。

①等外径。在这种形式的通流设计中，各级外径相等，动叶叶顶圆周速度相等，而平均半径处的速度逐级增大，故可逐级增大一些加功量，以使级数减少，使轴向尺寸缩短。由于外径相等，则气缸内径加工方便，气缸结构较简单，但采用这种通流部分时，叶片逐级缩短较快，特别当流量不大而压比又较高时，有可能使末级叶片过短。此外，其内径是逐级增大的，即转子轮毂逐级加大成圆锥形，给转子轮毂加工带来一些麻烦。

②等内径。在这种形式的通流设计中，各级内径相等，均径及外径逐级下降。其情况与等外径的相反，它的流速是逐级有所减小的，因而加功量减少，级数要增多，轴向尺寸长些。如果保持各级有大致相同的加功量，则要逐级增大均径处的能头。这种通流部分形式的叶高逐级下降的速度，较上一种形式的慢，在同样的出口截面积下，其末级叶片较前者高，故流动损失较小，效率较高。另外，由于外径变化，气缸内孔有一定锥度，不利于气缸加工，特别在气缸内径尺寸较小时，加剧了加工的难度。对固定式压缩机，当气缸直径较大时，为了增加末级叶片的高度，通流部分常采用这种结构新形势，这时镗孔并不困难，而转子轮毂加工由于没有锥度，因为大大简化了加工难度。

③等均径。这种形式中，各级的均径及流速不变，外径逐级减小，内径逐级增大。它的情况介于上述两种形式之间。不过由于它的转子内外径都是变化的，这时轮毂与气缸的加工都带来不便。目前这种形式在固定式压缩机中用的不多。

④外径、均径、内径都逐级增加。这种形式的设计中，三个直径都逐级不断增大，尤其以内径增大幅度最快，流道形成较明显的锥度，能量头逐级有较多的增加，但叶片高度逐级下降也快，末级叶片可能很短，损失大。另外，该种形式将使压缩机的结构、加工大大复杂化。一般固定式压缩机中不予采用。

⑤混合式通流设计。这种通流部分形式，一般是前面各级采用等外径，后面各级用等内径，二者结合而成，即根据前后级不同的工作情况配以相应合适的通流部分形式。因为前面各级的容积流量大，采用等外径不致使叶片过短，而逐级可加大加功量；后面各级，由于容积流量逐级减小，采用等内径可使后几级叶片不致太短，以保证后面各级仍有较高的效率，当压缩机的级数较多时，可以考虑采用这种形式的通流部分，当然其结构与加工都要复杂些，在一些运输式压缩机中用的较多。