Pistonlu hava kompresörü, havayı sıkıştırmak için krank mili tahrikli bir piston ve silindir kullanan pozitif deplasmanlı bir kompresördür.

Pistonun altta yer alan ölü kısma ileri geri hareket etmesiyle atmosfer gazı emilerek kuru hava filtresinde temizlenir ve emme supaplarından geçer. Pistonun üstte yer alan ölü noktaya hareket etmesiyle birlikte basma supapları ile sıkıştırılır. Pistonun etkisi sayesinde basınçlı hava elde edilir. Pistonlu kompresör kafa bloğu, elektrik motoru kayış – kasnak sistemi yardımı ile tetiklenir. Düşük başınçlar için tek kademeli, daha yüksek basınçlara çıkmak için ise iki kademeli kompresör kullanılır. İki aşamalı bir kompresör, birinci kafa bloğunda sıkıştırılan havanın, ikinci kafaya aktarılarak tekrar sıkıştırılma işlemini içerir.

Piston, valf ve segman gibi aşınmaya karşı çalışan parçaların fazlalığı dezavantaj olarak gösterilebilir. Pistonlu kompresörlerde yüksek basınç sağlamak için birkaç kafa bloğu birbirine zincir misali bağlanmalıdır.