根据容积变化方式的不同，容积式压缩机可以分为往复活塞式和回转式压缩机两大类。往复活塞式压缩机根据往复运动的结构特点分类和命名有：曲轴连杆机构及偏心连杆机构的往复活塞式压缩机、迷宫式压缩机、偏心滑块机构的往复式压缩机、斜盘机构的往复式压缩机、自由活塞式压缩机、隔膜式压缩机及液压驱动的活塞式压缩机。回转式压缩机通常按结构元件的特征区分和命名有：双螺杆压缩机、单螺杆压缩机、涡旋式压缩机、滑片（旋叶）式压缩机、滚动活塞（转子）式压缩机、齿式压缩机（罗茨鼓风机）、摆动转子压缩机、液环式压缩机、同步回转式压缩机等。

往复活塞式压缩机简称活塞式压缩机，是利用活塞在气缸中的往复运动改变工作容积的大小来提高气体的压力。而活塞在气缸中的往复运动是通过曲轴连杆机构将曲轴的旋转运动转化为往复运动而实现；在小型压缩机中也使用偏心轮连杆机构；也有少数微型和小型压缩机使用偏心滑块机构或斜盘机构；当原动机的输出轴做往复运动时，可以直接驱动压缩机的活塞，如往复电动机驱动和对置活塞式柴油机驱动时的自由活塞式压缩机；在有些应用领域中，使用液压首先驱动一个往复泵，由泵造成的液压再来驱动压缩机活塞；在一些有害或易燃等特殊气体的压缩中，往往利用膜片代替活塞的往复运动。

图1 往复式压缩机工作原理图

如图1所示，活塞由上止点向下止点移动时，气缸中封闭的工作容积逐渐扩大，而压力减小，此过程称为膨胀过程；当气缸中的压力略小于进气管的压力时，在压力差的作用下进气阀打开，气体通过进气阀进入气缸的工作容积，活塞到达下止点后，活塞移动了一个行程，气缸工作容积达到最大，此过程为进气过程；此后活塞便由下止点向上止点移动，工作容积逐渐缩小且处于密封状态，压力逐渐提高，此过程为压缩过程；当工作容积中的压力略大于排气管压力时，在压力差的作用下排气阀打开，气缸中的气体通过排气阀排出气缸，此过程为排气过程，活塞到达上止点后排气过程结束。然后，活塞重新自上止点向下止点移动，周而复始地重复膨胀、进气、压缩和排气过程，构成压缩机工作过程循环。

图2 回转式压缩机

回转式压缩机是利用旋转运动的活塞（转子）来缩小气缸的容积提高气体压力，如图2所示。当工作容积扩大并与吸气孔口连通时进行吸气，工作容积达到最大值时完成吸气过程；工作容积减少且处于密闭状态时，气体压力升高，进行压缩过程，直至与排气孔口连通（或配置的排气阀打开）；而后随工作容积的进一步缩小将其内气体排出，进行排气过程。随着转子转动，工作容积周而复始由小到大又由大到小，相继完成吸气、压缩、排气过程的工作循环。

活塞式压缩机和回转式压缩机均依靠容积的缩小来提高气体的压力，但两种压缩机的性能及结构特点不同。

活塞式压缩机的特点是：密封性能好，压力范围大，不论容积流量大小都能达到所需要的压力，在工业使用中已经达到4500×10⁵帕，在实验室中已能到10000×10⁵帕；泄漏量小、热效率高；适应性强，即容积流量范围较大，且不受压力高低的影响，单机的容积流量最大可达500米³/分钟，最小流量可以做到极小，在容积流量调节时排气压力几乎不变。其缺点是：由于难以平衡的往复惯性力，所以转速不高，机器体积大；结构复杂，易损件多，可靠性差；排气不连续，气流脉动较大。

回转式压缩机的特点是：结构简单，维修方便，基本无易损件，可靠性高；转速高，体积小；排气连续平稳，无气流脉动。其缺点是：密封性能差，效率低，排气压力一般在12×10⁵帕左右，两级压缩可达45×10⁵帕；噪声大；容积流量范围一般在0.5～500米³/分钟。

自20世纪60年代开始，由于各种传感器和测量仪表的发展，容积式压缩机就开始使用各种测量仪表，为研究压缩机工作过程中各种参数之间的关系创造了条件；而计算机技术发展和普及使压缩机工作过程的数学模拟得以实现，进而采用了CAD、CAM等现代设计技术，促使了压缩机性能的预测及最优化设计工作的发展；互联网的发展又使大型工艺用压缩机的远程监测与控制得以实现，能及时进行运行参数监测和故障诊断。

在活塞式压缩机中，实现了各种部件设计的综合模拟，美国IRIS公司引进多维空间解析，将压缩机的机理研究和机构改进综合起来，形成了一种综合模拟的功能，包括了性能分析、结构的热分析、气阀动力学、管道动力学、机械摩擦、泄漏、单缸或多缸配置、稳定工况和变工况运行等。

回转式压缩机最为广泛使用的是螺杆压缩机和涡旋压缩机两种。螺杆压缩机设计理论中，研究人员开发出SCCAD工作过程数值模型和转子受力变形模型，揭示了热动力性能与转子型线设计参数之间的内在规律，成功设计并推广了多种新型螺杆转子型线，提高了效率。具有代表性的如德国GHH公司EF齿形，日本神钢、齿形等；在涡旋压缩机设计理论中，开发出涡旋压缩机多种型线和齿端修改曲线，实现了动盘浮动设计，减少了气体泄漏，提高了容积效率。

容积式压缩机应用范围广泛，几乎遍及制冷空调、冶金、化工、石油、交通运输、机械制造以及建筑工程等工业领域。活塞式压缩机一般使用在中小流量和中高压领域，而回转式压缩机一般使用在中小流量和中低压领域。