氣動雙隔膜泵采用壓縮空氣、氮氣或天然氣作為動力。主定向（氣動）控制閥將壓縮空氣分配至氣體腔室，向隔膜的內表面上施加均勻壓力。同時排出的氣體從泵另一側后方通過氣閥組件導向端口排出。 氣動雙隔膜泵內腔氣體壓力超過液體腔壓力，隔膜連桿來回移動，在一側進行排放，在另一側進行吸入。排放和吸入液體的方向由止回閥（球閥或片狀閥）的方向控制。吸入行程使泵執行吸入。吸入行程可降低艙室壓力，增加腔室體積。從而生成大氣壓力壓差，推動液體經過吸入管道，穿過吸入側止回閥，流入外部液體腔。吸入側行程還可啟動泵的往復（移位、行程或循環）運動。氣動雙隔膜泵通過行程機械拉動吸入隔膜的移動氣動雙隔膜泵的內板與對準的驅動柱塞發生接觸，移動導向閥芯。導向閥激活后，便向主定向氣閥的另一端發出壓力信號，氣動雙隔膜泵使壓縮空氣方向改向內部腔室的另一側如此反復運動完成介質的連續輸送。
氣動隔膜泵的優勢在于：
1、由于用空氣作動力，所以流量隨背壓（出口阻力）的變化而自動調整，適合用于中高粘度的流體。而離心泵的工作點是以水為基準設定好的，如果用于粘度稍高的流體，則需要配套減速機或變頻調速器，成本就大大的提高了，對于齒輪泵也是同樣如此。
2、在易燃易爆的環境中用氣動泵可靠且成本低，如燃料的輸送，因為：第一、接地后不可能產生火花；第二、工作中無熱量產生，機器不會過熱；第三、流體不會過熱因為隔膜泵對流體的攪動最小。
3、在工地惡劣的地方，如建筑工地、工礦的廢水排放、由于污水中的雜質多且成分復雜，管路易于堵塞，這樣對電泵就形成負荷過高的情況，電機發熱易損。氣動隔膜泵可通過顆粒且流量可調，管道堵塞時自動停止至通暢。
4、另外隔膜泵體積小易于移動，不需要地基，占地面極小，安裝簡便經濟。可作為移動式物料輸送泵。
5、在有危害性、腐蝕性的物料處理中，隔膜泵可將物料與外界隔開。
6、或是在一些試驗中保證沒有雜質污染到原料。
7、可用于輸送化學性質比較不穩定的流體，如：感光材料、絮凝液等。這是因為隔膜泵的剪切力低，對材料的物理影響小。
