当气源压力从气口(2)进入气缸两活塞之间中腔时，使两活塞分离向气缸两端方向移动，两端气腔的空气通过气口(4)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴 (齿轮)逆时针方向旋转。反之气源压力从气口(4)进入气缸两端气腔时，使两活塞向气缸中间方向移动，中间气腔的空气通过气口(2)排出，同时使两活塞齿条同步带动输出轴(齿轮)顺时针方向旋转。（如果把活塞相对反方向安装，输出轴即变为反向旋转）
活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合；而薄膜式行程较小，只能直接带动阀杆。拨叉式气动执行器具有扭矩大、空间小、扭矩曲线更符合阀门的扭矩曲线等特点，但是不很美观；常用在大扭矩的阀门上。齿轮齿条式气动执行机构有结构简单，动作平稳可靠，并且安全防爆等优点，在发电厂、化工，炼油等对安全要求较高的生产过程中有广泛的应用
气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式。