Данный вид компрессоров был первым, и до сих пор являются самыми распространенными из всех. Поршневые компрессоры могут быть нескольких видов: одинарного или двойного действия, со смазкой или бессмазочные, с разным количеством цилиндров и самых разнообразных конфигураций. За исключением самых малых компрессоров с вертикальными цилиндрами, для небольших компрессоров наиболее часто применяется V-образное расположение цилиндров. В крупных компрессорах двойного действия наибольшими преимуществами обладает L-образная конфигурация с вертикальным цилиндром низкого давления и горизонтальным цилиндром высокого давления. Поэтому такая конструкция наиболее распространена. В маслосмазываемых компрессорах обычно применяют систему естественной подачи масла или систему подачи масла под давлением. В большинстве компрессоров используются самодействующие клапаны, которые открываются и закрываются в результате разности давлений по обе стороны пластины клапана.