氣動隔膜泵由壓縮空氣提供動力，並根據1：1的比例進行設計。
一個隔膜腔室內部將交替加壓，而另一個隔膜腔室內將排空。 這導致通過固定在膜片中心（通過金屬板連接）的公共杆連接的膜片擺動。 （因為一個隔膜執行排放衝程，而另一個隔膜被拉入相應的隔膜腔並執行吸入衝程）。 空氣壓力作用於隔膜的整個內表麵，而液體則從隔膜的相應側麵排出。 隔膜在排放衝程中處於穩定狀態，同時允許泵以超過200英尺（61米）水柱的輸送頭運行。 為了獲得最長的隔膜壽命，泵應盡可能靠近被泵輸送的液體。 當正吸頭的液體高度超過10英尺（3.048米）時，可能需要使用背壓調節裝置，以最大限度地延長隔膜的使用壽命。
通過外部安裝的四通滑閥式空氣分配閥實現隔膜室的交替加壓和排氣。 當滑閥移動到閥體的一端時，入口壓力作用在一個隔膜腔上，而另一隔膜腔被抽空。 當閥芯移動到閥體的另一端時，作用在隔膜腔上的壓力會反向。 空氣分配閥的滑閥通過內部控製閥移動，該內部控製閥交替按壓空氣分配閥的滑閥的一端，並抽空另一端。
當隔膜板接觸執行器的柱塞時，控製閥在隔膜行程的兩端移動。 然後，執行器的柱塞會將控製閥閥芯的末端推到激活空氣分配閥的位置。 隔膜室通過止回閥連接到歧管，該止回閥用於為每個隔膜室提供的入口和出口管道，以保持液體通過泵的單向流動。