Zasada funkcjonowania pompy membranowej jest bardzo prosta. Dwie membrany przygotowane w większości sytuacji z elastomeru i połączone trzpieniem są wysuwane i cofane poprzez ciśnienie sprężonego powietrza, którym zasilana jest pompa membranowa. Wymuszenie ruchu membran w jedną stronę następuje poprzez skierowanie powietrza za pośrednictwem dystrybutora powietrza pod jedną z membran. Po osiągnięciu maksymalnego wychylenia następuje automatyczne przesterowanie dystrybutora i skierowanie powietrza pod drugą membranę. Powoduje to zmianę kierunku ruchu membran w stronę przeciwną.
Cofająca się membrana sprawia powstanie podciśnienia w komorze membranowej, i w rezultacie zamknięcie zaworu tłocznego i otwarcie zaworu ssącego. Podciśnienie generuje napływ cieczy do komory membranowej i zjawisko zasysania medium. Po automatycznym przekierowaniu ruchu membran powstaje nadciśnienie, które zamyka zawór ssący i otwiera zawór tłoczny, a ciecz wypierana jest w kierunku króćca wylotowego pompy membranowej.

Pompy membranowe to jedne z najbardziej uniwersalnych pomp na rynku. Pompy membranowe  zasilane sprężonym powietrzem są stosowane w różnorodnych instalacjach technologicznych w przemyśle do przetłaczania właściwie każdego medium. Pompy membranowe to pompy o prostej zasadzie funkcjonowania i solidnej zwartej konstrukcji. Cechy te pozwalają spełniać pompom membranowym wysokie wymagania stawiane przez różne gałęzie przemysłu.