隔膜泵是容積泵中較為特殊的一種形式。它是依靠一個隔膜片的來回鼓動改變工作室容積從而吸入和排出液體的。

隔膜泵工作原理：在泵的兩個對稱工作腔中，各裝有一塊有彈性的隔膜，形成兩個獨立的腔室，中間軸將兩塊隔膜結成一體，配氣閥控制每個腔室的增壓，縮空氣進入配氣閥后，推動一邊隔膜，驅使聯桿聯接的兩塊隔膜同步運動。與此同時，另一工作腔中的氣體排出泵外，到達行程終點，配氣閥則自動地將壓縮空氣切換到另一工作腔，推動隔膜朝相反方向運動，這樣形成了兩個隔膜的同步往復運動。每個工作腔中又設置有兩個單向球閥，隔膜的往復運動，造成工作腔內容積的改變，迫使兩個單向球閥交替地開啟和關閉，從而將液體連續地吸入和排出。

曲柄連桿機構在電動機的驅動下，帶動柱塞作往復運動，柱塞的運動通過液缸內的工作液體(一般為油)而傳到隔膜，使隔膜來回鼓動。氣動隔膜泵缸頭部分主要由一隔膜片將被輸送的液體和工作液體分開，當隔膜片向傳動機構一邊運動，泵缸內工作時為負壓而吸入液體，當隔膜片向另一邊運動時，則排出液體。被輸送的液體在泵缸內被膜片與工作液體隔開，只與泵缸、吸入閥、排出閥及膜片的泵內一側接觸，而不接觸柱塞以及密封裝置，這就使柱塞等重要零件完全在油介質中工作，處于良好的工作狀態。