隔膜泵工作时，曲柄连杆机构在电动机的驱动下，带动柱塞作往复运动，柱塞的运动通过液缸内的工作液体(一般为油)而传到隔膜，使隔膜来回鼓动。
隔膜泵缸头部分主要由一隔膜片将被输送的液体和工作液体分开，当隔膜片向传动机构一边运动，泵缸内工作室为负压而吸入液体；当隔膜片向另一边运动时，则排出液体。被输送的液体在泵缸内被膜片与工作液体隔开，只与泵缸、吸入阀、排出阀及隔膜片的隔膜泵内一侧接触，而不接触柱塞以及密封装置，这就使柱塞等重要零件完全在油介质中工作，处于良好的工作状态。
气动隔膜泵的隔膜片要有良好的柔韧性，还要有较好的耐腐蚀性能，通常用聚四氟乙烯、橡胶等材料制成。
隔膜片两侧带有网孔的锅底状零件是为了防止膜片局部产生过大的变形而设置的，一般称为膜片限制器。
隔膜泵的密封性能较好，能够较为容易地达到无泄漏运行，可用于输送酸、碱、盐等腐蚀性液体及高黏度液体。 工作特点
（1）泵不会过热。压缩空气作动力，在排气时是一个膨胀吸热的过程，气动泵工作时温度是降低的，无有害气体排出。
（2）不会产生电火花。气动隔膜泵不用电力作动力，接地后又防止了静电火花。
（3）可以通过含颗粒液体。因为容积式工作且进口为球阀，所以不容易被堵。
（4）对物料的剪切力极低。工作时是怎么吸进怎么吐出，所以对物料的搅动最小，适用于不稳定物质的输送。
（5）流量可调节，可以在物料出口处加装节流阀来调节流量。
（6）具有自吸的功能。
（7）可以空运行，而不会有危险。
（8）可以潜水工作。
（9）可以输送的流体极为广泛，从低粘度的到高粘度的，从腐蚀性的到粘稠的。
（10）无需润滑，所以维修简便，不会由于滴漏污染工作环境。
（11）泵始终能保持高效，不会因为磨损而降低。
（12）能量充分利用，当关闭出口，泵自动停机，设备移动、磨损、过载、发热。
（13）没有动密封，维修简便避免了泄漏。工作时无死点。