Çift diyaframlı havalı pompalar birbiri ile tam olarak tıpkı özellikte ve simetrik olan iki bölümden oluşur. Her bir bölüm bir sıvı haznesi, buna bağlı giriş/çıkış bağlantıları, bu bağlantılar üzerinde yer alan top valfler, ve bir diyaframdan oluşur.
Çalışma sırasında diyaframın bir yüzü sıvı ile temas durumunda iken başka yüzü basınçlı hava ile temas halindedir. Birbirinin aynı olan iki bölüm birbirlerine hava (dağıtım) valfi ile bağlıdır. bununla birlikte diyaframlar birbirlerine ortak bir şaft ile bağlıdır.
Pompanın hava valfi; şaftı devinim ettirmek için, kompresörden gelen basınçlı havayı sırayla herbir diyaframın geri bölümüne sıra ile yönlendirir. şaftın hareketi ile diyaframlar aynı anda birbirlerine paralel olarak devinim ederler. Diyaframlardan biri basınçlı hava sayesinde itilerek devinim ederken, başka diyafram önünde bulanan havayı dışarıya atar ve bunu yaparken haznesinde yarattığı vakum, (alttaki) giriş bağlantısı üstündeki top valfi açarken, (üstteki) çıkış bağlantısı üstündeki top valfi kapatır.
Bu sayede pompa haznesi akışkan ile dolar.
İşlem tamamlanınca, hava valfi otomatik şekilde basınçlı havanın yönünü değiştirir. Hava valfinin basınçlı havayı diğer diyaframın geri bölümüne yönlendirmesi ile haznenin üzerindeki top valf açılır, alttaki top valf kapanır. Akışkan basınçlanarak üstteki çıkıştan çıkmaya zorlanır.Hava valfinin ve buna bağlı şekilde şaftın yine yön değiştirmesi ile aynı işlemler simetrik bölümde gerçekleşir. Hava valfinin her cihet değiştirmesinde, top vanaların (açık/kapalı)konumları değişir ve akışkan, giriş hattından emilir ve çıkış hattından basılır. işlemin her tekrarında, simetrik bölümler görev değiştirmek yapar, biri akışkanı emerken, diğeri basar. Akış çok kısa kesiklilikler halinde devam eder.