螺桿空壓機長于運行穩定，可提供中低壓（低于2MPa）、中低流量的空氣（低于100mm3/min），高壓與高流量非螺桿機所擅長，但大部分用途在中低壓和中低流量，因此螺桿機的應用最為普遍，發達國家的螺桿機占有率超過70%。
        工作時，螺桿機吸入空氣，潤滑油也有一并噴入，與空氣混合，以吸收壓縮機，使排氣溫度不至過高。對于雙螺桿機，潤滑油還密封兩個螺桿之間、螺桿與腔體之間的縫隙，提高壓縮效率。潤滑油也直接進入螺桿兩端的軸承，提供潤滑。
        黏度越低的油，噴入后形成的油滴越小，冷卻效果越強，因此螺桿機大部分使用VG32、VG46黏度的油，更高黏度的極為罕見，另一方面，為了確保潤滑，減少油品揮發，控制壓縮氣的含油率，也不宜使用黏度更低的油。
        空氣與油滴形成的混入氣體經壓縮后，從壓縮機的出口排出，這時的溫度是整個系統中最高的。
高溫的混合氣體進入油箱，通過油箱上部的油氣分離濾芯（類似油煙機的油網）實現空氣和油的分離，潤滑油匯聚成滴流入油箱底部，空氣則穿過濾芯離開油箱。分離后的空氣和油經過各自的冷卻器降溫（當油溫過低時，將不經冷卻而直接進入壓縮機，以避免機頭溫度過低出現大量凝結水），空氣輸送至儲罐、工作設備或儀表等，潤滑油重新噴入壓縮機進行循環。
        空氣進入前，會經過過濾除塵、凈化、除濕等處理，配置簡單的通常只有過濾除塵。當油壓過低或排氣濕度過高時，多數壓縮機會報警或停機。