采用柴油發動機作為驅動力，柴油螺桿壓縮機的氣缸內裝有一對相互嚙合的螺旋公轉子和陰轉子。兩個轉子都有幾個凹齒，它們以相反的方向旋轉。轉子之間以及殼體與轉子之間的間隙僅為5-10個螺紋。主轉子（也稱為外轉子或外轉子）由發動機或電機（大多為電機驅動）驅動。另一轉子（又稱陰轉子或陰轉子）由噴油形成的油膜驅動，或由主轉子和陰轉子端部的同步齒輪驅動。所以驅動器中沒有金屬接觸（理論上）。轉子越長，壓力越大；轉子直徑越大，流量越大。
螺旋轉子槽通過吸入口時充滿氣體。轉子旋轉時，轉子槽被殼體壁封閉，形成壓縮腔。當轉子槽閉合時，潤滑油噴入壓縮室進行密封。冷卻和潤滑。當轉子旋轉壓縮潤滑油+氣體（簡稱油氣混合物）時，壓縮室體積減小，油氣混合物被壓縮到排氣口。當壓縮室通過排氣口時，油氣混合物從壓縮機排出，完成吸入壓縮排氣過程。
柴油螺桿壓縮機的每個轉子由減摩軸承支撐，減摩軸承由靠近軸端的端蓋固定。入口端由滾柱軸承支撐，排氣端由錐形滾柱支撐。通常，排氣端的軸承使轉子位置，即止推軸承，抵抗軸向推力，承受徑向載荷，并提供最小的軸向間隙。
