離心式空壓機的主軸帶動工作葉輪旋轉時，氣體自軸向進入，并以很高的速度被離心力甩出葉輪，進入具有擴壓作用的固定的導葉中，在這里其速度降低而壓力提高。
接著又被第二級吸入，通過第二級進一步提高壓力，依此類推，一直達到額定壓力。
離心式空壓機的本體結構由兩大部分所組成:
軸、葉輪、平衡盤、止推盤以及聯軸用的半聯軸器等部件，稱為轉子; 固定部分，包括氣缸、隔板(擴壓器、彎道和回流器)、支持軸承、止推軸承和軸端密封等零部件，常稱為定子。
每一級葉輪和與之相應配合的固定元件(如擴壓器、彎道和回流器) 構成一個基本單 元,常稱為一個級。
(1) 空壓機級中的氣體流動
葉輪是離心式空壓機的主要部件。葉輪被驅動機拖動而旋轉，對氣體做功。氣體的壓力、溫度升高，比容縮小。
氣體在葉輪中既隨葉輪轉動，又在葉輪槽道中流動。
葉輪轉動的速度即氣體的圓周速度在不同的半徑上有不同的數值，葉輪出口處圓周速度最大; 氣體在葉輪槽道內相對葉輪的流動速度為相對速度，因葉片槽 道截面積從葉輪進口到出口逐漸增大，因此相對速度逐漸減小; 氣體的實際速度是圓周速度u 與相對速度的合成，此合成速度是相對固定機殼而言的，稱為絕對速 葉輪葉片進口處、出口度C。
為了表示這三個速度之間的關系，常把三個速度畫成一個速度三角形，如圖3-2所示為葉輪葉片進口處和出口處的速度三角形。
(2) 葉輪對氣體的做功
根據動量矩定理，單位時間葉輪內氣流動量矩對某一固定軸線的變化等于外力對同一軸線的力矩之和。葉輪對1kg氣體所做的功就是離心式空壓機的一個基本公式，即葉歐拉方程式。
如果知道了葉輪 進出口氣體的速度，就可以計算葉輪對1kg氣體做功的大小，而可以不考慮葉輪內部的氣體流動情況。
根據能量轉換與守恒定律，葉輪的做功轉換成氣體的能量,1kg氣體所獲得的能量稱為“能量頭”，用ht 表示。
一般離心式空壓機氣體幾乎是軸向進氣，通過進出口速度三角形的關系，經推 因為uz=導便得到歐拉方程式的又一種表達形式，此式概念清楚,式中第一項相當于氣體在封閉的葉輪流動因離心力而產生的 靜壓能的提高; 式中第二項是由于葉輪流道橫截面積的變化而導致的氣體的靜壓能的提高; 式中第三項是葉輪中氣體因絕對速度變化而增加的動能，這個動能可 在隨后的固定元件中轉變為靜壓能。
(3) 空壓機級的耗功及功率
空壓機通過葉輪向氣體傳遞能量，葉輪除對氣體做功消耗級的功和功率外，還存在著葉輪的輪盤、輪蓋的外側面及輪緣與周圍氣體的摩擦所產生的輪阻損失 和葉輪出口高壓氣體漏回到葉輪進口低壓端的漏氣損失，輪阻損失和漏氣損失都要消耗功。
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