气动双隔膜泵采用压缩空气、氮气或天然气作为动力。主定向(气动)控制阀将压缩空气分配至气体腔室，向隔膜的内表面上施加均匀压力。同时排出的气体从泵另一侧后方通过气阀组件导向端口排出。 气动双隔膜泵内腔气体压力超过液体腔压力，隔膜连杆来回移动，在一侧进行排放，在另一侧进行吸入。排放和吸入液体的方向由止回阀(球阀或片状阀)的方向控制。吸入行程使泵执行吸入。吸入行程可降低舱室压力，增加腔室体积。从而生成大气压力压差，推动液体经过吸入管道，穿过吸入侧止回阀，流入外部液体腔。吸入侧行程还可启动泵的往复(移位、行程或循环)运动。气动双隔膜泵通过行程机械拉动吸入隔膜的移动气动双隔膜泵的内板与对准的驱动柱塞发生接触，移动导向阀芯。导向阀激活后，便向主定向气阀的另一端发出压力信号，气动双隔膜泵使压缩空气方向改向内部腔室的另一侧如此反复运动完成介质的连续输送。
气动双隔膜泵优势：
1、由于用空气作动力，所以流量随背压(出口阻力)的变化而自动调整，适合用于中高粘度的流体。而离心泵的工作点是以水为基准设定好的，如果用于粘度稍高的流体，则需要配套减速机或变频调速器，成本就大大的提高了，对于齿轮泵也是同样如此。
2、在易燃易爆的环境中用气动泵可靠且成本低，如燃料、火药、**的输送，因为：一、接地后不可能产生火花；二、工作中无热量产生，机器不会过热；三、流体不会过热因为隔膜泵对流体的搅动比较小。
3、在工地恶劣的地方，如建筑工地、工矿的废水排放、由于污水中的杂质多且成分复杂，管路易于堵塞，这样对电泵就形成负荷过高的情况，电机发热易损。气动隔膜泵可通过颗粒且流量可调，管道堵塞时自动停止至通畅。
4、另外隔膜泵体积小易于移动，不需要地基，占地面小，安装简便经济。可作为移动式物料输送泵。
5、在有危害性、腐蚀性的物料处理中，隔膜泵可将物料与外界隔开。
6、或是一些试验中保证没有杂质污染原料。
7、可用于输送化学性质比较不稳定的流体，如：感光材料、絮凝液等。这是因为隔膜泵的剪切力低，对材料的物理影响小。