离心式压缩机的工作原理是：当叶轮高速旋转时，气体随着旋转，在离心力作用下，气体被甩到后面的扩压器中去，而在叶轮处形成真空地带，这时外界的新鲜气体进入叶轮。叶轮不断旋转，气体不断地吸入并甩出，从而保持了气体的连续流动。与往复式压缩机比较，离心式压缩机具有下述优点：结构紧凑，尺寸小，重量轻；排气连续、均匀，不需要中间罐等装置；振动小，易损件少，不需要庞大而笨重的基础件；除轴承外，机器内部不需润滑，省油，且不污染被压缩的气体；转速高；维修量小，调节方便。
离心式压缩机是一种叶片旋转式压缩机（即透平式压缩机）。在离心式压缩机中，高速旋转的叶轮给予气体的离心力作用，以及在扩压通道中给予气体的扩压作用，使气体压力得到提高。早期，由于这种压缩机只适于低，中压力、大流量的场合，而不为人们所注意。由于化学工业的发展，各种大型化工厂，炼油厂的建立，离心式压缩机就成为压缩和输送化工生产中各种气体的关键机器，而占有极其重要的地位。随着气体动力学研究的成就使离心压缩机的效率不断提高，又由于高压密封，小流量窄叶轮的加工，多油楔轴承等技术关键的研制成功，解决了离心压缩机向高压力，宽流量范围发展的一系列问题，使离心式压缩机的应用范围大为扩展，以致在很多场合可取代往复压缩机，而大大地扩大了应用范围。工业用高压离心压缩机的压力有（150~350）×10^3Pa的，海上油田注气用的离心压缩机压力有高达700×10^3Pa的。作为高炉鼓风用的离心式鼓风机的流量有大至7000m3/min，功率大的有52900KW的，转速一般在10000r/min以上。
在离心式压缩机中，为了减少压缩机转子与固定元件之间的间隙漏气，必须有密封。密封按其位置可分为四种：轮盖密封、级间密封、平衡盘密封和（前、后）轴封。密封的形式通常采用梳齿式的迷宫密封，此外尚可采用石墨环密封、固定套筒液膜密封、浮动环密封以及机械密封等。
在压缩气体介质与润滑油“不发生反应”、润滑油混入介质中又能被很好的分离的前提下，工程师们研发出了有油螺杆压缩机，又名“喷油螺杆”或“注油螺杆”。注油螺杆压缩机不设置同步齿轮，压缩腔与润滑油系统联通，通常还设置了一个滑阀，这样不但能调节排气压力以适应多种工况，同时还大大降低了能耗。主机与主轴之间采用了干气密封，使得整个压缩机没有一处磨损件，消耗品只有润滑油和油滤，而润滑油以及油滤也是市面有售的普通规格，运行成本相当低。整体系统结构简单、、出口压力灵活可调、节能、配件耗材少等特点使得有油螺杆压缩机广受国内外客户好评。