當空氣分配閥讓壓縮空氣進入左隔膜室，隔膜受壓往外推出，而形成壓送衝程，在壓送部內的介質即受力離開左面外隔膜室、止回閥、匯流管，而後由泵的出口流出，排出口位置可以是頂部、底部、或側面。當左隔膜室受壓推出時，隔膜連接桿在內部拖動右隔膜向內縮回止回閥充滿流體，在這一循環動作完成後，空氣分配閥將自動地變換位置，使空氣切換至另一隔膜室，反向重複上述循環動作，即兩邊隔膜室將因此呈現交替性的壓送及吸收液動作。
在操作中，空氣分配閥交替控制每隔膜的增壓。在每次衝程后，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衝程，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、乾燥的空氣更能提高泵的性能。
隔膜泵的工作原理：
隔膜泵已經在石油、化工、食品、電子 、陶瓷、紡織等系統單位採用，按在各種特殊場合，用來抽取各種常規泵不能抽吸的介質。取得了滿意的效果。然而，氣動隔膜泵發展的應用潛力，還不為很多人所知。隔膜泵也叫氣動雙隔膜泵或氣動泵是一種新型輸送機械，採用壓縮空氣為動力源，對於各種腐蝕性液體，帶顆粒的液體，高粘度、易揮發、易燃、劇毒的液體，均能予以抽光吸盡。
隔膜泵有四種材質：塑料(聚丙烯、Kynar和導電乙縮醛)、鋁合金、鑄鐵、不鏽鋼。根據不同液體介質分別採用丁晴橡膠、氯丁橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯、聚四六乙烯。以滿足不同用戶的需要。安置在各種特殊場合，用來抽送種常規泵不能抽吸的介質，均取得了滿意的效果。
1、由於用空氣作動力，所以流量隨背壓（出口阻力）的變化而自動調整，適合用於中高粘度的流體。而離心泵的工作點是以水為基準設定好的，如果用於粘度稍高的流體，則需要配套減速機或變頻調速器，成本就大大的提高了，對於齒輪泵也是同樣如此。
2、隔膜泵可用於輸送化學性質比較不穩定的流體，如：感光材料、絮凝液等。這是因為氣動泵的剪切力低，對材料的物理影響小。
介質通過隔膜泵時，止回閥一開一關這使得每個外隔膜室交替地填充和排出，止回閥對壓力差做出反應。球閥止回閥可處理含小顆粒的介質，而片閥止回閥可以處理含接近管徑尺寸大小軟顆粒的介質。
3、在工地惡劣的地方，如建築工地、 工礦的廢水排放、由於污水中的雜質多且成分複雜，管路易於堵塞，這樣對電泵就形成負荷過高的情況，電機發熱易損。隔膜泵可通過顆粒且流量可調，管道堵塞時自動停止至通暢。
由於氣動隔膜泵顯著的特點，所以一直以來正逐步侵入其他泵的市場，並佔有其中的一部分。如：油漆、塗料等精細化工行業和陶瓷業中隔膜泵已佔有絕對的主導地位，而在其他的一些行業中，像環保、廢水處理、建築、排污等行業中正在擴大它的市場份額，並具有其他泵不可替代的地位。
4、另外氣動隔膜泵體積小易於移動，不需要地基，佔地面極小，安裝簡便經濟。可作為移動式物料輸送泵。
隔膜泵靠壓縮空氣驅動。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(球型或片型)都設置在每個外隔膜室的頂部或底部或共用一匯流管。這兩個外隔膜室靠吸口和出口接頭連接起來，泵是自吸的。
5、在有危害性、腐蝕性的物料處理中，可將物料與外界完全隔開，或是一些試驗中保證沒有雜質污染原料。
6、在易燃易爆的環境中隔膜泵用可靠且成本低，如燃料、火藥、炸藥的輸送，因為：第一、接地后不可能產生火花；第
工作中無熱量產生，機器不會過熱；第三、流體不會過熱因為隔膜泵對流體的攪動最小。
