Процесс сжатия газов происходит поэтапно в нескольких цилиндрах (количество которых может достигать семи), чередуясь с охлаждением при постоянном значении давления. Наиболее распространенными являются многоступенчатые компрессоры с двумя ступенями сжатия, оснащенные тремя цилиндрами. Цилиндр поршневого устройства оснащен всасывающим и нагнетательным клапанами, а также теплообменником, в котором происходит промежуточное охлаждение газа.
Многоступенчатые компрессоры позволяют получать сжатый воздух с меньшими затратами электроэнергии. Простая конструкция с ременным приводом не требует дорогостоящего обслуживания и больших расходов в случае ремонта.
Все это делает такие модели идеальным решением для обеспечения технологических процессов, в которых требуется сжатие воздуха под средним или высоким давлением. Следует отметить, что поршневое оборудование подходит для эксплуатации в неблагоприятных условиях, например, при наличии примесей в воздухе. Другой отличительной особенностью данной группы устройств является необходимость периодической остановки для охлаждения системы.
Для бесперебойной подачи сжатого воздуха существуют винтовые модели с несколькими ступенями сжатия. Стоимость таких установок выше, чем у поршневого оборудования.
Для компактного размещения предусмотрены устройства с вертикальным расположением ресивера.