螺杆式空气压缩机的工作原理主要基于两个相互啮合的螺杆元件——主螺杆和副螺杆，或者是一对相互啮合的阴阳转子。以下是螺杆式空气压缩机的工作过程：
吸气阶段
空气从外部环境中通过吸气过滤器进入压缩机。
吸气过滤器的作用是过滤空气中的杂质和颗粒物，以防止它们损坏空压机的内部部件。
转子转动时，主副转子的齿沟空间在转至进气端壁开口时，其空间最大，此时转子的齿沟空间与进气口之自由空气相通，因在排气时齿沟之空气被全数排出，排气结束时，齿沟乃处于真空状态，当转到进气口时，外界空气即被吸入，沿轴向流入主副转子的齿沟内。当空气充满整个齿沟时，转子之进气侧端面转离了机壳之进气口，在齿沟间的空气即被封闭。
封闭及输送过程
主副两转子在吸气结束时，其主副转子齿峰会与机壳封闭，此时空气在齿沟内封闭不再外流，即封闭过程。
两转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气端吻合，吻合面逐渐向排气端移动。
压缩及喷油过程
在输送过程中，啮合面逐渐向排气端移动，亦即啮合面与排气口间的齿沟间渐渐减小，齿沟内之气体逐渐被压缩，压力提高，此即压缩过程。
压缩同时润滑油亦因压力差的作用而喷入压缩室内与室气混合。
排气阶段
当转子的啮合端面转到与机壳排气相通时，（此时压缩气体之压力最高）被压缩之气体开始排出，直至齿峰与齿沟的啮合面移至排气端面，此时两转子啮合面与机壳排气口这齿沟空间为零，即完成排气过程。
在此同时转子啮合面与机壳进气口之间的齿沟长度又达到最长，其吸气过程又在进行。
此外，螺杆式空气压缩机通常采用带轮或轴器传动，带动主机转动进行空气压缩。通过喷油对主机内的压缩空气进行冷却，主机排出的空气和油混合气体经过粗、精两道分离，将压缩空气中的油分离出来，最后得到洁净的压缩空气。
螺杆式空气压缩机的优点包括：
容积效率高，运行平稳，振动小，噪声低。
易损件少，维护简单，操作方便。
压缩空气清洁度高，适合对空气质量要求较高的应用场合。
综上所述，螺杆式空气压缩机通过一对相互啮合的螺杆元件，使空气在齿槽中经历吸气、压缩和排气的周期性变化，从而实现高效、稳定的气体压缩过程。