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其实二级压缩就是把一级压缩转子和二级压缩转子组合在一个机壳内，并分别通过斜齿轮直接传动。自然空气通过空气过滤器进入一级压缩，在压缩腔与少量润滑油混合，同时将混合气体压缩到级间压力。压缩后的气体进入冷却通道，与大量油雾接触，从而大大降低了温度。降温后的压缩气体进入第二级转子，进行二次压缩，被压缩到最终排气压力。最后通过排气法兰排出压缩机，完成整个压缩过程。
根据工程热力学理论，空压机在压缩过程中定温压缩最省功。（温度高的时候气体的密度越低，压缩需要用的功就多）。不仅如此，定温压缩不但可以减少消耗的功，还能降低压缩后气体的温度，使空压机材料的使用更为宽广和经济，使空压机的运行更为可靠。但是定温压缩，保定空压机，就要使气体热量随时与外界交换，气体温度与外界相等，在实际工作中是不可能实现的。而通过分级压缩加中间冷却是降低排气温度的有效方法。
另外，两对转子同时做功，打气速度快，出气量大，这点是单级无可替代的优势。而且由于双级压缩，每级的压缩比较单极压缩要小很多，转子和轴承受到的压力小，再加上转子直径大、转速低，所以运行更可靠。
同等功率的电机做工产生的出气量来说，双级普遍比单级高13%-15%，汉钟空压机，相当于90KW的一台双级压缩空压机同等能耗下能产出一台110K单级压缩空压机的气量。
螺杆空压机“缺油”会引起什么故障？
对于螺杆空压机来说，润滑油的作用十分重要。在螺杆空压机的运行过程中，必须定期对润滑油进行检查、添加及更换。如果空压机的润滑油量不足，就会引起“缺油”故障的发生，当发生这一故障时，双极节能空压机，对空压机尤其是主机的影响是很大的。 随着螺杆空压机运行时间的推移，主机轴承必然会发生磨损，从而导致螺杆产生轴向窜动及径向窜动增大，该变化会让螺杆与螺杆之间、螺杆与主机壳体及前后端面之间的间隙发生变化。该间隙变化在轴承寿命期限内是正常的、允许的，而由此产生的空压机产气量衰减及传动电机负荷增加也是正常的、允许的。 但是，当轴承磨损及主机配合间隙超过允许的极限量后，就可能发生严重后果。主机内部螺杆与前后端面之间、螺杆与主机壳体之间会发生摩擦，电机负荷急剧增加，空压机厂家，最严重的就是螺杆抱死甚至主机报废，如果电机保护反应不灵敏或失效则可能导致电机烧毁。 螺杆空压机若出现“缺油”的现象，会导致螺杆转子直接接触，轴承损坏等故障。另外，轴承老化坏死也是缺油所导致的常见故障，还会影响到生产用气，影响生产的顺利进行。
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