Diafragminio kompresoriaus veikimą galima suskirstyti į keturis etapus: įsiurbimą, suspaudimą, išmetimą ir atstatymą. Įsiurbimo stadijoje diafragma pasislenka į vieną pusę, padidindama suspaudimo kameros tūrį ir sukurdama neigiamą slėgį. Tada per įsiurbimo vožtuvą dujos įtraukiamos į suspaudimo kamerą.
Suspaudimo stadijoje diafragma juda priešinga kryptimi, mažindama suspaudimo kameros tūrį. Dujos suspaudžiamos, slėgis didėja. Kai dujų slėgis pasiekia išmetimo vožtuvo atidarymo slėgį, išmetimo vožtuvas atsidaro ir dujos išleidžiamos. Atkūrimo etape diafragma grįžta į pradinę padėtį ir ruošiasi kitam įsiurbimo ciklui.