Основной особенностью диафрагменного компрессора является использование гибкой диафрагмы для полной изоляции газа от механических частей компрессора, что обеспечивает высокую чистоту газа и предотвращает утечки и загрязнения. Поэтому он подходит для сжатия высоко-чистых, редких, ценных, легковоспламеняющихся, взрывоопасных, токсичных, вредных, коррозионных газов и газов высокого-давления.

Принцип работы диафрагменного компрессора основан на цепочке передачи энергии «гидравлический привод - деформация диафрагмы - сжатие газа». Рабочий цикл диафрагменного компрессора включает четыре стадии: впуск, сжатие, выпуск и сброс. Во время всасывания диафрагма перемещается в сторону гидравлической камеры, увеличивая объем газовой камеры и создавая отрицательное давление, втягивая газ через впускной клапан. При сжатии диафрагма движется в противоположном направлении, уменьшая объем газовой камеры, сжимая газ и постепенно увеличивая давление. Во время выпуска, когда давление газа достигает заданного значения, выпускной клапан открывается, и сжатый газ выпускается. Во время сброса диафрагма перемещается обратно в сторону гидравлической камеры, готовясь к следующему циклу. В каждом рабочем цикле гидравлическое масло необходимо доливать в масляную камеру с помощью масляного насоса для поддержания необходимого давления масла.

Поскольку отношение площади поверхности рабочего объема цилиндра к объему цилиндра диафрагменного компрессора значительно больше, чем у поршневого компрессора, сжатие газа близко к изотермическому процессу, поэтому степень сжатия каждой ступени может достигать 25.