隔膜压缩机的工作过程有一个前提：那就是气缸油腔中的工作油液在工作（压缩和膨胀）过程中体积不会改变，也就是不会被压缩，而实际运行中的工作油液是可以压缩的，只是其压缩性很小而己，工作油液的体积变化在低压时可以不考虑，而在高压时则必须考虑。

在一般情况下，隔膜压缩机的工作原理概括起来就是“低压补油、高压溢油”。当油缸活塞推动油液上行至上止点时，在达到设定压力时，气缸油腔内的高压工作油液通过油压调节限制阀溢流出气缸油腔，其日的是为了保证工作油液与被压缩气体之间足够的压差来推动膜片上行，并尽可能地贴紧缸盖曲面，以求排净被压缩气体，提高排气效率。

当油缸活塞带动油液下行至下止点时，气缸气腔容积增大，吸气阀打开并开始吸气，膜片随之下行，而补油泵则开始补充定量的工作油液给气缸油腔用于补偿溢流出的工作油液，为了保证补偿的工作油液不倒流，还在油路中设置了止回阀。隔膜压缩机稳定工作的条件是必须建立稳定的高压溢流和低压补油的液压循环系统。