螺桿式壓縮機依靠在機殼中作相向旋轉的兩個螺桿(也稱轉子)實現氣體的壓縮。螺桿的運動遵循嚙合原理，一般由陽轉子驅動陰轉子運動。隨著螺桿的運動，由螺桿齒槽、機殼和端蓋組成的工作容積作周期性的擴大與縮小。螺桿式壓縮機沒有氣閥，在機殼上的特定位置開有特定形狀的吸、排氣孔口，當工作容積與吸、排氣孔口連通時即開始吸、排氣致程。
圖2-31所示為螺桿式制冷壓縮機的工作過程。
圖2-31 (a)所示為螺桿式壓縮機自吸氣開始至吸氣結束的吸氣過程。此時，工作容積與機殼上的吸氣孔口連通，隨著螺桿的轉動，工作容積不斷擴大，氣體在壓差的作用下流入工作容積。當工作容積達到最大時恰好與吸氣孔口脫離，吸氣過程結束。
圖2-31 (b)為螺桿壓縮機的壓縮過程，此時工作容積成為一個封閉的空間，隨著螺桿的繼續旋轉，工作容積由最大值開始不斷縮小，氣體所占有的體積也不斷縮小，壓力提高，實現了氣體的壓縮。壓縮過程將一直持續到工作容積與排氣孔口連通時為止。
圖2-31 (c)表示了螺桿壓縮機的排氣過程。隨著工作容積內的氣體壓力不斷提高，當壓力達到所需的值時，工作容積恰好與機殼上的排氣孔口連通，排氣過程開始，壓縮機的設計將確保這一點。在排氣過程中，工作容積仍將繼續縮小，但此時工作容積不再是封閉的空間，隨著螺桿的轉動，氣體將從排氣孔口流出壓縮機。當工作容積達到零或最小值時，工作容積與排氣孔口脫離，排氣過程結束。
由上述工作原理可以看出，螺桿式壓縮機與活塞式壓縮機的最大區別是:它的工作容積在周期性擴大與縮小的同時，其空間位置也在變化。只要在機殼上合理設置吸、排氣孔口，就能實現壓縮機的基本工作過程—吸氣、壓縮及排氣過程。不同的工作原理也決定了螺桿式壓縮機不需要氣閥及完全不同于活塞式壓縮機的吸、排氣機理。
