電動空氣壓縮機的工作原理是將原動機（通常是電動機）的機械能轉換成氣體壓力能。

以無油活塞空氣壓縮機為例，它主要由曲軸箱、永磁電機、曲軸、連桿活塞總成、閥板總成、氣缸、缸蓋等零部件組成。無油活塞空氣壓縮機的永磁電機驅動曲軸旋轉，帶動連桿活塞在氣缸內產生往復運動，此時活塞、氣缸和缸蓋組成的工作容積會發生周期性變化。當活塞背向缸蓋方向運動時，氣缸工作容積增大，氣體通過進氣閥片進入氣缸內。當活塞朝向缸蓋方向運動時，氣缸工作容積縮小，缸內氣體壓縮后壓力升高，通過排氣閥片排出氣缸。

像 CRH380A型動車組電動空氣壓縮機，利用電機驅動壓縮機轉子旋轉，通過連桿和活塞的傳動作用，將自由空氣壓縮至一定壓力后，再通過管路輸送至車內各個空氣系統中，如制動、懸掛、門控等系統中。它的組成包括電機、潤滑油泵、壓縮機筒體、活塞、活塞環、曲柄連桿、油濾器、氣冷器等。電機驅動空氣壓縮機轉子的旋轉，潤滑油泵為其提供潤滑油以減少摩擦和磨損。壓縮機筒體內置的活塞通過連桿和曲柄的傳動作用將自由空氣壓縮至設定的壓力值，再通過油濾器和氣冷器進行凈化和降溫，最終輸送至各個空氣系統中。此外，這種壓縮機還配備有多種保護裝置，如過熱保護、過載保護等，確保運行的穩定性和安全性。