Ruuvi-ilmakompressorin ensisijainen toimintaperiaate sisältää parin toisiinsa lukittuvia uros- ja naarasroottoreita, jotka pyörivät suurella nopeudella kompressorin kotelossa ilman sisään-, puristamis- ja poistoilmaa varten. Kun moottori käyttää roottoreita, ilma tulee puristuskammioon imuaukon kautta; roottoreiden jatkuvalla pyörimisellä ilman tilavuus pienenee vähitellen paineen noustessa tasaisesti, mikä lopulta johtaa vakaaseen paineilman ulostuloon. Imuvaiheen aikana roottorin keilojen väliset tilat laajenevat ja imevät ulkoilmaa kompressorin koteloon. Puristusvaiheeseen tullessa uros- ja naarasroottorit sekoittuvat toisiinsa, jolloin ilma jää roottoreiden ja kotelon väliin, ja puristus saavutetaan, kun tämä suljettu tila pienenee. Kun paineilma saavuttaa määritellyn paineen, se poistuu ulostuloaukon kautta ilman varastointijärjestelmään, valmiina käytettäväksi liitettyjen laitteiden kanssa. Tämä koko prosessi toimii jatkuvasti, mikä mahdollistaa ruuvi-ilmakompressorin vakaan ja keskeytymättömän ilmansyötön.
Laitteiden moitteettoman toiminnan varmistamiseksi ruuvi-ilmakompressorit on tyypillisesti varustettu voitelu-, jäähdytys- ja erotusjärjestelmillä. Voiteluöljyllä on useita tehtäviä: se ei vain vähennä kitkaa roottoreiden välillä, vaan toimii myös tiivisteenä ja jäähdyttää. Kun paineöljy-ilmaseos erotetaan, ilma poistetaan käyttöä varten, kun taas voiteluöljy kierrätetään takaisin järjestelmään jatkamaan toimintaansa, mikä lisää sekä toiminnan tehokkuutta että laitteiston käyttöikää.
