Działanie pomp mebranowych polega na ruchu membran, które w połączeniu z odpowiednimi zaworami na wlocie i wylocie pompy umożliwiają wytworzenia efektu ssania na stronie ssawnej i tłoczenia na stronie tłocznej pompy.
Zaletą jest możliwość samozasysania z kilku metrów, ciśnienia do wartości do kilku barów (dla standardowych pomp) oraz szeroki zakres stosowania dzięki gumie która jest stosunkowo odporna, w zależności od składu, nie tylko chemicznie ale i także na obecność cząstek ściernych. Pompy membranowe mogą również pompować cząstki stałe o wielkości do kilkunastu milimetrów. Większe cząstki często powodują zatykanie zaworów i nieprawidłową pracę urządzeń. Dzięki zoptymalizowanej konstrukcji nie wpływają znacząco na obciążenie sieci sprężonego powietrza, a dla niewielkich przepływów jest to idealna inwestycja z punktu widzenia ekonomicznego.