Zasada działania pompy membranowej jest bardzo prosta. Dwie membrany zrealizowane w bardzo wielu przypadkach z elastomeru i połączone trzpieniem są wysuwane i cofane przez ciśnienie sprężonego powietrza, którym zasilana jest pompa membranowa. Wymuszenie ruchu membran w jedną stronę następuje przez skierowanie powietrza za pośrednictwem dystrybutora powietrza pod jedną z membran. Po osiągnięciu maksymalnego wychylenia następuje automatyczne przesterowanie dystrybutora i skierowanie powietrza pod drugą membranę. Powoduje to zwrot kierunku ruchu membran w stronę przeciwną.
Cofająca się membrana sprawia powstanie podciśnienia w komorze membranowej, i w efekcie zamknięcie zaworu tłocznego i otwarcie zaworu ssącego. Podciśnienie powoduje przypływ cieczy do komory membranowej i zjawisko zasysania medium. Po automatycznym przekierowaniu ruchu membran powstaje nadciśnienie, które zamyka zawór ssący i otwiera zawór tłoczny, a ciecz wypierana jest w kierunku króćca wylotowego pompy membranowej.
Pompy membranowe to jedne z najbardziej uniwersalnych pomp na rynku. Pompy membranowe zasilane sprężonym powietrzem są stosowane w różnorodnych instalacjach technologicznych w przemyśle do przetłaczania właściwie każdego medium. Pompy membranowe to pompy o prostej zasadzie funkcjonowania i solidnej zwartej budowie. Cechy te pozwalają spełniać pompom membranowym wysokie wymagania stawiane poprzez różnorodne gałęzie przemysłu.