螺桿空壓機的工作循環可分為吸氣過程(包括吸氣的封閉過程)、壓縮過程、排氣過程。隨著轉子旋轉，每對嚙合的齒相繼完成相同的工作循環，這里只對其中一對齒進行研究。
①吸氣過程
隨著轉子的轉動，齒的一端逐漸脫離嚙合而形成了齒間容積，這個齒間容積的擴大在其內部形成了一定的真空，而此時該齒間容積僅僅與吸氣口連通，因此氣體便在壓差作用下流入其中。在隨后的轉子旋轉過程中，陽轉子的齒不斷地從陰轉子的齒槽中脫離出來，此時齒間容積不斷地擴大，并與吸氣孔保持連通。隨著轉子的旋轉齒間容積達到了最大值，并在此位置齒間容積與吸氣口斷開，吸氣過程結束。
吸氣過程結束的同時陰陽轉子的齒峰與機殼密封，齒槽內的氣體被轉子齒和機殼包圍在一個封閉的空間中，即封閉過程。
②壓縮過程
隨著轉子的旋轉，齒間容積由于轉子齒的旋轉嚙合不斷減少,被密封在齒間容積中的氣體所占的體積也不斷隨之減少，導致氣體壓力升高，從而實現氣體的壓縮過程。壓縮過程可持續到齒間容積即將于排氣口連通之前。
③排氣過程
齒間容積與排氣口連通后即開始排氣過程，隨著齒間容積不斷的縮小，具有內壓縮終了壓力的氣體逐漸通過排氣口被排出，這一過程持續到齒末端的齒型線完全嚙合為止，此時齒間容積內的氣體通過排氣口被完全排除，封閉的齒間容積的體積將變為零。
從上述工作原理來看，壓縮機是通過一對轉子在機殼內做回轉運動來改變工作容積，使氣體體積縮變、密度增加，從而提高氣體的壓力。
