Le fonctionnement d'une pompe pneumatique repose sur l'alternance de phases de dépression et de compression dans une chambre. Cette action est généralement obtenue grâce à une membrane ou un piston qui se déplace sous l'action de l'air comprimé.
Phase d'aspiration : L'air comprimé est injecté dans une partie de la chambre, poussant la membrane et créant une dépression dans l'autre partie. Le fluide est alors aspiré par effet de vide.
Phase de refoulement : L'air comprimé est injecté dans la partie opposée de la chambre, poussant la membrane et refoulant le fluide vers la sortie.