齿形压缩机的压缩元件是由两个转子组成，转子在压缩腔内彼此向前转动。压缩过程由吸气，压缩和排气三阶段组成。在吸气阶段空气被吸入，直至转子将进气口隔绝。在压缩阶段，吸入的空气处在压缩腔内，随着转子的转动，压缩腔变得愈来愈小。
在压缩过程中，排气口被两个转子中的一个所隔开，同时进气口打开，新鲜的空气进入压缩腔的对侧。当其中一个转子打开排气道，压缩空气被压出压缩腔，排气开始。进排气均为径向通过压缩腔，因此可以用简单的轴承结构和充气特性。两个转子通过一对齿轮保持同步。无油齿形压缩机可以达到的最大压力比为4:5.
