空压机多机压缩可以设置冷却方法，减少压缩气体经过一次压缩后的温度等压冷却。然后进入下一级气缸。密度增加，温度降低，下一步可以轻松压缩。与以前的压缩相比，功耗可以说是明显的降低，且在相同的压力下，多级压缩比单级压缩占用的工作区少。空压机的供水越多，节省的耗电量越多，就越接近等温压缩。

因为气缸内的可用空间体积是不可避免的，可用空间体积不仅会减少气缸的有效体积，而且当剩余高压气体膨胀到吸入压力时，气缸开始吸入新气体，也会进一步减少气缸的有效体积。使用多级压缩，每一步的压缩比都很小，剩余空隙体积残余气体膨胀，达到吸入压力时，可以增加气缸的有效体积，从而提高利用率。

排出的压缩气体温度随压缩比的增加而升高，排气温度过高是不允许的，润滑剂温度过高会降低粘度，增加磨损。罐子里容易形成积碳。例如阿特拉斯空压机的分级压缩可以降低空压机的排气温度。能保证空压机的等温压缩，达到节能效果。如果排气压力小于13bar，则无需进行辅助压缩。

减少活塞杆的气体压力一般活塞空压机比教官压缩比为1。使用独立压缩时，气缸需要更大的直径。大活塞面积需要高气压作用。使用多级压缩可以大大减少作用在活塞上的气体压力，提高机械效率。