氣缸的動作原理主要涉及將壓縮空氣的壓力轉換為機械能，以驅動機構進行直線往復運動或執行擺動和旋轉運動。具體來說，氣缸內部通過活塞的向前或向後運動產生機械動力，這種運動會將熱能轉化為機械能。氣缸可以分為不同類型的，如直線氣缸、擺動氣缸、旋轉氣缸等，它們通過活塞的縮回與伸出實現不同的功能。例如，直線氣缸廣泛套用於需要將直線運動轉化為動力的場合，而擺動和旋轉氣缸則適用於需要旋轉或擺動運動的場合。
此外，氣缸在運作過程中，由於壓縮空氣的溫度高於周圍環境的溫度，內部會產生大量的水蒸氣。當氣缸運作停止時，空氣中的水蒸氣會因為降溫而凝結成為水滴，形成冷凝水。
總的來說，氣缸的工作流程可以簡單分為四個步驟：進氣、壓縮、燃燒和排氣。在進氣階段，氣缸的活塞向下運動，吸入外部空氣；在壓縮階段，活塞向上運動，將空氣壓縮；在燃燒階段，燃料被噴入氣缸內部，點火後燃燒產生高溫高壓氣體驅動活塞向下運動；在排氣階段，活塞再次向上運動，將燃燒殘餘物排出氣缸。