離心式壓縮機用于壓縮氣體的主要部件是高速旋轉的葉輪和通流面積逐漸增加的擴壓器。簡而言之，離心式壓縮機的工作原理是通過葉輪對氣體作功，在葉輪和擴壓器的流道內，利用離心升壓作用和降速擴壓作用，將機械能轉換為氣體的壓力能的。

更通俗地說，氣體在流過離心式壓縮機的葉輪時，高速運轉的葉輪使氣體在離心力的作用下，一方面壓力有所提高，另一方面速度也極大增加，即離心式壓縮機通過葉輪首先將原動機的機械能轉變?yōu)闅怏w的靜壓能和動能。此后，氣體在流經擴壓器的通道時，流道截面逐漸增大，前面的氣體分子流速降低，后面的氣體分子不斷涌流向前，使氣體的絕大部分動能又轉變?yōu)殪o壓能，也就是進一步起到增壓的作用。顯然，葉輪對氣體做功是氣體得以升高壓力的根本原因，而葉輪在單位時間內對單位質量氣體作功的多少是與葉輪外緣的圓周速度密切相關的，圓周速度越大，葉輪對氣體所作的功就越大。