螺杆空压机的工作循环可分为吸气过程(包括吸气的封闭过程)、压缩过程、排气过程。随着转子旋转，每对啮合的齿相继完成相同的工作循环，这里只对其中一对齿进行研究。
①吸气过程
随着转子的转动，齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大在其内部形成了一定的真空，而此时该齿间容积仅仅与吸气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中。在随后的转子旋转过程中，阳转子的齿不断地从阴转子的齿槽中脱离出来，此时齿间容积不断地扩大，并与吸气孔保持连通。随着转子的旋转齿间容积达到了最大值，并在此位置齿间容积与吸气口断开，吸气过程结束。
吸气过程结束的同时阴阳转子的齿峰与机壳密封，齿槽内的气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，即封闭过程。
②压缩过程
随着转子的旋转，齿间容积由于转子齿的旋转啮合不断减少,被密封在齿间容积中的气体所占的体积也不断随之减少，导致气体压力升高，从而实现气体的压缩过程。压缩过程可持续到齿间容积即将于排气口连通之前。
③排气过程
齿间容积与排气口连通后即开始排气过程，随着齿间容积不断的缩小，具有内压缩终了压力的气体逐渐通过排气口被排出，这一过程持续到齿末端的齿型线完全啮合为止，此时齿间容积内的气体通过排气口被完全排除，封闭的齿间容积的体积将变为零。
从上述工作原理来看，压缩机是通过一对转子在机壳内做回转运动来改变工作容积，使气体体积缩变、密度增加，从而提高气体的压力。
