Aktuator piston, seperti semua aktuator, adalah perangkat yang mengubah energi mentah menjadi gerakan. Secara umum, aktuator terhubung ke piston yang terdapat di dalam selungkup. Sesuatu yang menyebabkan tekanan akan memasuki enklosur dan memaksa piston untuk bergerak, yang menggerakkan aktuator dan apa pun yang terhubung dengannya. Dengan desain yang tepat, gerakan ini dimungkinkan untuk berlanjut melalui serangkaian langkah dan bagian yang menghasilkan sejumlah besar gerakan yang dihasilkan oleh perubahan kecil pada aktuator itu sendiri. Dalam kebanyakan kasus, perangkat ini ditenagai melalui sistem pneumatik, hidraulik, atau pembakaran.
Seperti yang dinyatakan di atas, desain aktuator piston cukup sederhana. Kebanyakan dari mereka hanya terdiri dari beberapa bagian — piston, selungkup dan lengan aktuator — bersama dengan dua katup untuk membiarkan sumber energi masuk dan keluar. Bagian yang paling kompleks dari sistem biasanya metode yang digunakan untuk melindungi piston dari sumber energi.
Terlepas dari apa yang menggerakkan piston, bagian dalam enklosur harus sedekat mungkin dengan kedap udara untuk mendapatkan pengembalian penggunaan energi terbesar. Sebagian besar sistem ini menggunakan silinder dengan kepala piston membentuk salah satu ujungnya. Karena energi di dalam selungkup dirancang untuk menyebabkan ledakan tekanan, bahkan kebocoran terkecil di sekitar katup atau piston dapat menyebabkan kekurangan daya. Beberapa penutup juga harus melindungi bagian dalam sistem dari bahaya seperti panas ekstrem atau kerusakan air.
Ukuran aktuator piston berbanding lurus dengan jumlah energi yang dibutuhkan untuk menggerakkannya dan jumlah gerakan yang dapat dihasilkannya. Aktuator piston besar membutuhkan banyak tenaga, sedangkan yang lebih kecil tidak. Piston kecil menghasilkan sedikit gerakan dan piston besar menghasilkan banyak gerakan. Meskipun hal ini mungkin tampak jelas, hal ini ikut berperan ketika sistem menggunakan proses yang dapat melipatgandakan output daya, yang merupakan praktik umum dalam sistem hidrolik.
Banyak jenis aktuator piston menggunakan sistem hidrolik karena alasan itu. Piston kecil terhubung ke tangki yang lebih besar yang berisi piston besar. Piston kecil akan mengaktifkan dan memindahkan sejumlah kecil air dan menggunakan sedikit tenaga. Efek kumulatif dari semua gerakan ini menciptakan peningkatan besar dalam tekanan dan mengaktifkan piston besar. Dalam hal ini, beberapa aktuator bertindak bersama untuk menciptakan sumber daya yang digunakan oleh aktuator piston besar.