空气弹簧的工作原理主要是利用自身的弹性伸缩功能，补偿管道由于热变形、机械变形和各种机械振动而产生的轴向、角向、侧向及其组合位移，补偿的作用具有耐压、密封、耐腐蚀、耐温度、耐冲击、减振降噪的功能，起到降低管道变形和提高管道使用寿命的作用。
空气弹簧的主要弹性元件为波纹管，依靠波纹管伸缩、弯曲来对管道进行轴向、横向、角向补偿。其作用可以起到：补偿吸收管道轴向、横向、角向热变形；吸收设备振动，减少设备振动对管道的影响；吸收地震、地陷对管道的变形量。补偿器按是否能吸收管道内介质压力所产生的压力推力（盲板力），可分为无约束型空气弹簧和有约束型补偿器；按波纹管的位移型式，可分为轴向型补偿器、横向型补偿器、角向型补偿器及压力平衡型空气弹簧。