隔膜泵靠壓縮空氣驅動。通過空氣分配閥和換向軸，最核心部件是：“氣室”，都設置在泵的中心部位。介質流動通過兩個匯流管和泵殼，稱為“接液部位”。通常止回閥（球型或片型）都設置在匯流管的2端，主要靠閥球在實現液體的抽吸，在操作中，空氣分配閥自動分配壓縮空氣給2個獨立的空氣腔。在每次隔膜沖程到底的時候，換向軸改變方向，空氣分配閥把壓縮空氣分配到另外的空氣腔中，使隔膜朝相反的方式運動，于是就形成了兩邊隔膜不斷交替反復運動，從而達到吸液和壓送的作用，由于隔膜泵是靠壓縮空氣驅動的，其對空氣的質量有要求，必須經過氣動三聯件之類的空氣過濾器來到除水，除空氣雜質的作用，來延長氣閥，換向軸的壽命。

介質通過隔膜泵時，止回閥一開一關這使得每個泵殼里面交替地填充和排出，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。