隔膜泵工作時，曲柄連桿機構(gòu)在電動機的驅(qū)動下，帶動柱塞作往復(fù)運動，柱塞的運動通過液缸內(nèi)的工作液體(一般為油)而傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。

氣動隔膜泵缸頭部分主要由一隔膜片將被輸送的液體和工作液體分開，當(dāng)隔膜片向傳動機構(gòu)一邊運動，泵缸內(nèi)工作時為負(fù)壓而吸入液體，當(dāng)隔膜片向另一邊運動時，則排出液體。被輸送的液體在泵缸內(nèi)被膜片與工作液體隔開，只與泵缸、吸入閥、排出閥及膜片的泵內(nèi)一側(cè)接觸，而不接觸柱塞以及密封裝置，這就使柱塞等重要零件*在油介質(zhì)中工作，處于良好的工作狀態(tài)。

隔膜片要有良好的柔韌性，還要有較好的耐腐蝕性能，通常用聚四氟乙烯、橡膠等材質(zhì)制成。隔膜片兩側(cè)帶有網(wǎng)孔的鍋底狀零件是為了防止膜片局部產(chǎn)生過大的變形而設(shè)置的，一般稱為膜片限制器。氣動隔膜泵的密封性能較好，能夠較為容易地達到無泄漏運行，可用于輸送酸、堿、鹽等腐蝕性液體及高粘度液體。

在泵的兩個對稱工作腔中中各裝有一塊隔膜，由中心聯(lián)桿將其連結(jié)成一體。壓縮空氣從泵的進氣口進入配氣閥，通過配氣機構(gòu)將壓縮空氣引入其中一腔，推動腔內(nèi)隔膜運動，而另一腔中氣體排出。一旦到達行程終點，配氣機構(gòu)自動將壓縮空氣引入另一工作腔，推動隔膜朝相反方向運動，從而使兩個隔膜連續(xù)同步地往復(fù)運動。 在圖示中壓縮空氣由進入配氣閥，使膜片向右運動，則室的吸力使介質(zhì)由入口流入，推動球閥進入室，球閥則因吸入而閉鎖;室中的介質(zhì)則被擠壓，推開球閥由出口流出，同時使球閥閉鎖，防流，就這樣循環(huán)往復(fù)使介質(zhì)不斷從入口處吸入，出口處排出。

隔膜泵按其所配執(zhí)行機構(gòu)使用的動力，可以分為氣動、電動、液動三種，即以壓縮空氣為動力源的氣動隔膜泵，以電為動力源的電動隔膜泵，以液體介質(zhì)(如油等)壓力為動力的電液動隔膜泵。