Um cilindro pneumático funciona forçando o ar ou gás para dentro de um cilindro, que move um pistão depois que uma certa pressão é atingida. O pistão é acoplado a outro mecanismo que executa a função desejada da máquina.
Um exemplo comum de cilindro pneumático é o motor de um carro. O cilindro do motor funciona forçando um pistão para o topo de seu cilindro, comprimindo uma mistura de combustível e ar. O pistão é forçado para baixo quando a mistura de ar e combustível é inflamada. O movimento alternativo do pistão é convertido em movimento rotativo através do virabrequim, e esse movimento eventualmente faz as rodas girarem. Outros tipos de cilindros pneumáticos permitem que as portas abram e fechem, assim como muitas máquinas industriais para funcionar no local de trabalho.
Existem dois tipos básicos de cilindros pneumáticos. Um cilindro de ação simples tem uma válvula para o ar entrar no cilindro, empurrando o pistão em uma direção. O pistão é retornado por um dispositivo de mola ou por uma carga no pistão quando a pressão do ar é removida. Um cilindro pneumático de dupla ação consiste em várias válvulas de ar. Uma vez que o ar é forçado para dentro do cilindro, empurrando o pistão em uma direção, o ar pode ser removido por meio de uma válvula diferente, criando um vácuo que puxa o pistão na direção oposta.