為了實現壓縮空氣的線性運動,最常用的是活塞系統。氣動馬達所使用的壓縮空氣被送入容納活塞軸的氣密室中。同樣在該腔室內部,彈簧繞著活塞的軸盤繞,以便在不將空氣泵入腔室內時使腔室完全打開。當空氣進入腔室時,作用在活塞軸上的力開始克服施加在彈簧上的力。隨著更多的空氣進入腔室,壓力增加,活塞開始向下移動。當其達到最大長度時,氣壓會從腔室中釋放出來,並且彈簧會通過關閉腔室以返回其原始位置來完成循環。
活塞馬達是液壓系統中最常用的。本質上,活塞馬達與液壓馬達相同,只不過它們用於將液壓能轉換為機械能。
活塞電動機通常以串聯在外殼中的兩個,三個,四個,五個或六個氣缸串聯使用。
由於多個電動機在其循環的某些時間彼此同步,因此可以通過活塞傳遞更多的動力。