当空气分配阀让压缩空气进入左隔膜室，隔膜受压往外推出，而形成压送冲程，在压送部内的介质即受力离开左面外隔膜室、止回阀、汇流管，而后由泵的出口流出，排出口位置可以是顶部、底部、或侧面。当左隔膜室受压推出时，隔膜连接杆在内部拖动右隔膜向内缩回止回阀充满流体，在这一循环动作完成后，空气分配阀将自动地变换位置，使空气切换至另一隔膜室，反向重复上述循环动作，即两边隔膜室将因此呈现交替性的压送及吸收液动作。
在操作中，空气分配阀交替控制每隔膜的增压。在每次冲程后，阀将自动变换位置，使空气得以切换至另一隔膜室，使两边隔膜室形成交替的吸液和压送冲程，隔膜在平行路径里移动，空气阀无油润滑油需求，这就是首选的运行方式；洁净、干燥的空气更能提高泵的性能。
隔膜泵的工作原理：
隔膜泵已经在石油、化工、食品、电子 、陶瓷、纺织等系统单位采用，按在各种特殊场合，用来抽取各种常规泵不能抽吸的介质。取得了满意的效果。然而，气动隔膜泵发展的应用潜力，还不为很多人所知。隔膜泵也叫气动双隔膜泵或气动泵是一种新型输送机械，采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体，高粘度、易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。
隔膜泵有四种材质：塑料(聚丙烯、Kynar和导电乙缩醛)、铝合金、铸铁、不锈钢。根据不同液体介质分别采用丁晴橡胶、氯丁橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、聚四六乙烯。以满足不同用户的需要。安置在各种特殊场合，用来抽送种常规泵不能抽吸的介质，均取得了满意的效果。
1、由于用空气作动力，所以流量随背压（出口阻力）的变化而自动调整，适合用于中高粘度的流体。而离心泵的工作点是以水为基准设定好的，如果用于粘度稍高的流体，则需要配套减速机或变频调速器，成本就大大的提高了，对于齿轮泵也是同样如此。
2、隔膜泵可用于输送化学性质比较不稳定的流体，如：感光材料、絮凝液等。这是因为气动泵的剪切力低，对材料的物理影响小。
介质通过隔膜泵时，止回阀一开一关这使得每个外隔膜室交替地填充和排出，止回阀对压力差做出反应。球阀止回阀可处理含小颗粒的介质，而片阀止回阀可以处理含接近管径尺寸大小软颗粒的介质。
3、在工地恶劣的地方，如建筑工地、 工矿的废水排放、由于污水中的杂质多且成分复杂，管路易于堵塞，这样对电泵就形成负荷过高的情况，电机发热易损。隔膜泵可通过颗粒且流量可调，管道堵塞时自动停止至通畅。
由于气动隔膜泵显著的特点，所以一直以来正逐步侵入其他泵的市场，并占有其中的一部分。如：油漆、涂料等精细化工行业和陶瓷业中隔膜泵已占有绝对的主导地位，而在其他的一些行业中，像环保、废水处理、建筑、排污等行业中正在扩大它的市场份额，并具有其他泵不可替代的地位。
4、另外气动隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面极小，安装简便经济。可作为移动式物料输送泵。
隔膜泵靠压缩空气驱动。定向空气分配阀和导向阀，称为：“气室”，都设置在泵的中心部位。介质流动通过两个汇流管和外隔膜室，称为“介质室”。通常止回阀(球型或片型)都设置在每个外隔膜室的顶部或底部或共用一汇流管。这两个外隔膜室靠吸口和出口接头连接起来，泵是自吸的。
5、在有危害性、腐蚀性的物料处理中，可将物料与外界完全隔开，或是一些试验中保证没有杂质污染原料。
6、在易燃易爆的环境中隔膜泵用可靠且成本低，如燃料、火药、炸药的输送，因为：第一、接地后不可能产生火花；第
工作中无热量产生，机器不会过热；第三、流体不会过热因为隔膜泵对流体的搅动最小。