Kompresor piston, yang sering disebut kompresor bolak-balik adalah mesin untuk mengompresi gas yang beroperasi dengan cara yang hampir sama seperti mesin pembakaran internal piston, tetapi tanpa pengapian bahan bakar yang eksplosif. Tenaga luar, seringkali disediakan oleh mesin lain yang digunakan untuk mengoperasikan mesin tersebut. Kompresor piston menggunakan piston tertutup dalam silinder, biasanya dengan setidaknya dua katup untuk asupan dan keluaran gas. Gas diambil ke dalam silinder, dikompresi oleh silinder dan kemudian dikeluarkan di bawah tekanan. Mesin ini dapat digunakan untuk kompresi sejumlah gas yang berbeda yang juga dapat digunakan dalam beberapa cara, termasuk, namun tidak terbatas pada, pengoperasian alat pneumatik, mesin, atau sistem instrumentasi atau untuk penyimpanan dalam tangki bertekanan.
Dalam desain dasar, kompresor piston menyerupai mesin pembakaran internal tanpa pengiriman bahan bakar dan sistem pengapian. Satu atau lebih piston yang tertutup dalam silinder dihubungkan ke poros bubungan, yang diputar oleh sumber daya luar, biasanya mesin diesel, meskipun motor listrik atau jenis tenaga lainnya juga dapat digunakan. Saat camshaft berputar, itu menyebabkan piston bergerak maju mundur di dalam silinder, yang disegel kecuali untuk katup masuk dan keluar. Camshaft dirancang untuk menggerakkan piston dalam pola tertentu untuk memungkinkan pengusiran terus menerus dari gas terkompresi, masing-masing piston melakukan langkah kompresi satu demi satu.
Pengoperasian masing-masing silinder cukup sederhana. Saat piston ditarik keluar dari silinder, katup masuk terbuka, menarik gas ke bagian dalam silinder. Ketika piston mencapai jarak tempuh maksimum pada langkah masuk, katup masuk menutup, dan piston memulai langkah kompresi. Ini berfungsi untuk mengompresi gas yang terkandung di dalam silinder, dan ketika piston telah mencapai perjalanan maksimum pada langkah ini, katup buang terbuka dan gas terkompresi dikeluarkan ke beberapa jenis sistem bertekanan tertutup untuk penggunaan atau penyimpanan lebih lanjut. Pada titik ini, katup buang menutup dan siklus dimulai lagi.
Desain untuk kompresor piston dapat sangat bervariasi satu sama lain. Mereka bisa cukup sederhana, dengan hanya satu silinder atau mereka mungkin memiliki banyak. Jumlah katup per silinder dapat bervariasi juga dengan beberapa hanya memiliki satu katup untuk asupan dan buang. Sistem eksterior menyediakan pengalihan asupan dan pembuangan pada mesin jenis ini. Kompresor piston mungkin memiliki beberapa katup per silinder juga.
Aplikasi untuk mesin ini sangat banyak. Penggunaan udara terkompresi untuk alat pneumatik, instrumentasi, dan mesin lainnya sangat umum, misalnya. Gas mungkin termasuk yang lain selain udara, seperti nitrogen, hidrogen, oksigen, atau gas hidrokarbon. Mereka dapat digunakan langsung dari kompresor atau disimpan dalam tangki bertekanan untuk penggunaan lebih lanjut.