螺杆式空气压缩机由螺杆机头、电动机、油气分离桶、冷却系统、空气调节系统、润滑系统、安全阀及控制系统等组成。整机装在1个箱体内，自成一体，直接放在平整的水泥地面上即可，无需用地脚螺栓固定在基础上。螺杆机头是1种双轴容积式回转型压缩机头。1对高精密度主、副转子水平且平行地装于机壳内部，主转子有5个齿，而副转子有6个齿。主转子直径大，副转子直径小。齿形成螺旋状，两者相互啮合。主副转子两端分别由轴承支承定位。工作时电动机通过连轴器(或皮带)直接带主转子，由于两个转子相互啮合，主转子直接带动副转子一同旋转。冷却液由压缩机机壳下部的喷嘴直接喷入转子啮合部分，并与空气混合，带走因压缩而产生的热量，达到冷却效果。同时形成液膜，防止转子间金属与金属直接接触及封闭转子间和机壳间的间隙。喷入的冷却液亦可减少高速压缩所产生的噪音。
    螺杆式空压机的主要部件为机头、油气桶等。螺杆空压机机头通过吸气过滤器和进气控制阀吸气，同时油注入空气压缩室，对机头进行冷却、密封以及对螺杆及轴承进行润滑，压缩室产生压缩空气。压缩后生成的油气混合气体排放到油气分离桶内，由于机械离心力和重力的作用，绝大多数的油从油气混合体中分离出来。空气经过由硅酸硼玻璃纤维做成的油气分离筒芯，几乎所有的油雾都被分离出来。从油气分离筒芯分离出来的油通过回油管回到螺杆机头内。在回油管上装有油过滤器，回油经过油过滤器过滤后，洁净的油才流回至螺杆机头内。当油被分离出来后，压缩空气经过最小压力控制阀离开油气筒进入后冷却器。后冷却器把压缩空气冷却后排到贮气罐供各用气单位使用。冷凝出来的水集中在贮气罐内，通过自动排水器或手动排出。
    螺杆式空气压缩机阴、阳转子间以及转子与机体外壳的精密配合减小了气体回流泄漏，提高了效率；只有转子的相互啮合，无气缸的往复运动，减少了振动和噪音源。独特的润滑方式具有以下优点，凭借自身所产生的压力差，不断向压缩室和轴承注冷却液，简化了复杂的机械结构；注入冷却液可在转子之间形成液膜，副转子可直接由主转子带动，无需借助高精密度的同步齿轮；喷入的冷却液可以增加气密的作用，减低因高频压缩所产生的噪音，还可吸收大量的压缩热，因此，单级压缩比即使高达16也可使排气温度不致过高，转子与机壳之间不会因热膨胀系数不同而产生磨擦。因此，螺杆式空气压缩机具有振动小，无需用地脚螺栓固定在基础上，电机功率低、噪音低、效率高、排气压力稳定、且无易损件等优点。