日立小型無油空氣壓縮機的核心是出眾的二級壓縮主機。轉子經過二十道工序的精加工，使轉子線型達到的精確度和持久性。內部裝有高質量軸承和精密齒輪，來保證轉子的同軸度，使轉子配合精確，從而保持長久高效可靠地運行。
日立小型無油空氣壓縮機是屬于微型往復式活塞式壓縮機，電機單軸驅動對稱分布曲柄搖桿機械結構，主運動付為活塞環，副運動付為鋁合金圓柱面，運動付之間同活塞環自潤滑而不添加任何潤滑劑。壓縮機通過曲柄搖桿的往復運動使圓柱面氣缸的容積發生周期性變化，電機運轉一周氣缸容積有兩次方向相反的變化。當正方向是氣缸容積擴展方向時，氣缸容積為真空，大氣壓大于氣缸內氣壓，空氣通過朝氣閥門進入氣缸，此時為吸氣過程：當反方向是容積縮小方向時，日立小型無油空氣壓縮機進入氣缸內的氣體受到壓縮，容積內的壓力迅速增加，當大于大氣壓力時，排氣閥門被打開，此時為排氣過程。單軸雙缸的結構布置使壓縮機氣體流量在額定轉速一定時為單缸的兩倍，并使得單缸壓縮機產生的振動噪音得到很好的解決，整體結構更加緊湊 。
