螺杆式空压机压缩元件的核心是螺杆转子，螺杆转子与外壳组成压缩腔，按压缩腔是否喷入润滑油而划分为喷油螺杆式空压机和无油螺杆式空压机。
(1)喷油螺杆式空压机。喷油螺杆式空压机采用的是阳转子带动阴转子，两转子之间是接触的，如同齿轮传动，接触面之间大量摩擦，在压缩空气的过程中，有热量产生，需喷入大量的润滑油，压缩空气与润滑油混合后一道升压，再离开压缩腔，然后再通过油气分离器分离。寿力公司生产的喷油螺杆式空压机在压缩腔内使用了免换的24KT润滑油，从而起到冷却、密封、润滑三种作用。使压缩比增大(一级压缩比可达20～30)，压缩效率提高，多采用单级压缩。排出的空气需经过高效的油分离装置分离，并经精密油分离装置方能达到使用要求。但润滑油的温度应控制在80～200℃，以防止产生凝结水，影响24KT润滑油的品质。24KT润滑油消耗量大，再加上一、二级油分离器滤芯等易损件费用高，运行维护费用较高，但该机价格低廉。机组冷却方式分为风冷和水冷，并带有内置式冷冻干燥机。其工作流程图如图3所示。
(2)无油螺杆式空压机。无油螺杆式空压机则完全不同，该机压缩腔由一对不接触的阴阳螺杆转子组成，在压缩的过程中，阳转子和阴转子的运动是靠一对同步齿轮做非常精密的传动，气缸结构如图4所示，转子既要保证对空气进行压缩，又要保证优良的气密性，所以转子的加工工艺要求极高，无油压缩机采用无油润滑螺杆啮合实现压力升高。
该机压缩腔内无油，螺杆之间的密封和润滑采用喷涂自润滑材料和四氟乙烯膜进行密封润滑。为防止压缩空气沿轴向泄露，在轴上装有气封环和油封环，而且两环中间设置和大气相通的通道，确保轴承润滑油不会渗漏到压缩腔内。转子之间、转子和壳体之间的间隙相当小，压缩过程中靠自身密封。该机的主要优点是输出的空气可以做到全无油。但由于螺杆自身密封的特点，单级压缩比受到一定限制，需要采用两级压缩。由于转子是不接触的，所以没有摩擦(转子寿命极长，可达20年)，压缩腔内不需喷油润滑，因而从根本上保证了压缩空气100％无油，运行费用极低。排气压力一般小于0.75MPa，压缩时由于水汽等因素会使转子磨损、涂层剥落逐渐积累，从而造成密封间隙增大，压缩机效率下降，而且该种机型价格昂贵。机组冷却方式也分为风冷和水冷。