Trong xi lanh tác động kép, khí nén có thể được đưa vào cả hai phía của piston. Cụm piston và thanh truyền sẽ di chuyển về phía buồng có áp suất bên trong thấp hơn. Do đó, cụm piston và thanh truyền có thể thực hiện cả hành trình đi và hành trình về. Cụm piston và thanh truyền trở về vị trí ban đầu bằng cách cung cấp không khí có áp suất ở phía bên kia của xi lanh.
Lực đẩy ra của xi lanh tác động kép lớn hơn lực đẩy về do diện tích ở phía bên của piston gần nắp sau lớn hơn. Điều này chỉ đúng khi áp suất không khí cung cấp ở cả hai phía của piston bằng nhau. Hơn nữa, tốc độ rút lại nhanh hơn tốc độ kéo dài vì thanh giảm thể tích hiệu quả khiến buồng chứa đầy khí nén nhanh hơn.
Xi lanh tác động kép rất hữu ích trong việc đóng mở cổng và van. Chúng được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi tốc độ cao và lực cao. Chúng có lực ra mạnh hơn, ổn định hơn và hành trình dài hơn. Vì vậy, họ cần một hệ thống đệm chắc chắn hơn. Chuyển động của cụm piston và thanh truyền nhanh hơn và được kiểm soát tốt hơn do không khí có áp suất di chuyển nó theo cả hai hướng. Tuy nhiên, xi lanh tác động kép có mức tiêu thụ khí nén cao hơn và đắt hơn.
Trong các xi lanh tác động đơn, một lò xo được lắp xung quanh cần piston, giúp rút lại cụm piston và thanh truyền. Khí nén đi vào qua một trong các nắp xi lanh và chỉ lấp đầy một bên của buồng. Điều này làm cho cụm piston và thanh truyền chuyển động tuyến tính và giãn ra theo một hướng trong khi nén hoặc kéo căng lò xo. Khi cần piston tạo ra lực đẩy tối đa, lò xo sẽ trở về vị trí ban đầu cùng với cụm piston và thanh truyền. Không khí được thoát ra trên cổng thông hơi ở một trong các nắp. Trong trường hợp mất áp suất hoặc mất điện, piston sẽ quay trở lại vị trí ban đầu.
Xy lanh tác động đơn có thể là loại xi lanh đẩy hoặc loại kéo. Trong xi lanh kiểu đẩy , không khí có áp suất đẩy cần piston ra khỏi xi lanh (hành trình ra hoặc kéo dài). Trong xi lanh kiểu kéo , không khí có áp suất kéo cần piston vào bên trong xi lanh (trong hành trình hoặc rút lại).
Loại không cần trục di chuyển tải cùng với một piston được dẫn động bằng khí nén. Pít-tông được gắn vào vật mang nơi gắn tải. Piston di chuyển vật mang theo đường thẳng. Hướng chuyển động của piston luôn về phía buồng có áp suất bên trong thấp hơn.
Loại không cần trục cung cấp hành trình tương đương với kích thước lắp ráp của chúng ở tốc độ nhanh hơn. Do đó, chúng phù hợp nếu chiều dài tổng thể phải được giảm thiểu do không gian hạn chế. Cần có đệm cuối để ngăn tác động mạnh lên pít-tông sau khi di chuyển hết chiều dài ở các nắp cuối.
Trong các loại xi lanh tác động đơn ít phổ biến hơn, cơ chế rút lại được thực hiện bằng tải trọng bên ngoài hoặc trọng lực.
Xi lanh tác động đơn có cấu trúc đơn giản và tiết kiệm chi phí do tiêu thụ không khí ít hơn. Chúng lý tưởng cho việc tác dụng lực theo một hướng, chẳng hạn như kẹp, đục lỗ và định vị. Chúng cũng được tìm thấy trong máy bơm và ram. Tuy nhiên, lực ra bị hạn chế do lực lò xo đối diện. Kích thước của lò xo giới hạn chiều dài hành trình. Hành trình của pít-tông trở nên không phù hợp khi sử dụng lò xo trong thời gian dài.
