氣動彈簧的工作原理是在密閉的壓力缸內充入惰性氣體或者油氣混合物，使腔體內的壓力高于大氣壓的幾倍或者幾十倍。

由于活塞桿的橫截面積小于活塞的橫截面積，從而產生壓力差，實現活塞桿的運動。

氣彈簧內部充有高壓氮氣，活塞內部設有通孔，活塞兩端氣體壓力相等，但活塞兩側的截面積不同，一端接有活塞桿而另一端沒有，在氣體壓力作用下，產生向截面積小的一側的壓力，這就是氣彈簧的彈力，彈力大小能通過設置不同的氮氣壓力或者不同直徑的活塞桿來設定。

比如彈簧不受外力時，自然伸長為最小行程處，也就是最大伸長處。當有外力作用時，活塞兩邊氣壓相等，但受力面積不同，產生壓力差提供氣彈簧的支撐力。

在氣彈簧運動中，瞬時提供的總支撐力包含兩部分，一是壓力差產生的支撐力，二是摩擦力。外力壓縮氣彈簧時，撐桿在氣室內體積增大，壓縮氣體的有效容積變小，氣室氣壓變大，壓力差產生的支撐力變大。而且氣室壓力越大，摩擦力越大，撐桿運動越快，摩擦力越大，離自然伸長處越遠，摩擦力越大。

同時，氣溫也會影響氣彈簧支撐力，氣溫越低，氣室壓力越低，氣彈簧提供的支撐力越小。

另外，氣動彈簧利用氣體的特性實現減震和支撐，它由氣壓儲存器和活動腔體兩個主要部分組成。當外部力施加在氣動彈簧上，活動腔體會上下移動，這個過程中，氣體會從氣壓儲存器中流入活動腔體，提供支撐力。當外部力減小或消失，氣體會從活動腔體流回氣壓儲存器，使彈簧恢復原有狀態。

與機械彈簧不同，氣彈簧具有近乎線性的彈性曲線，標準氣彈簧的彈性系數 X 介于 1.2 和 1.4 之間，其他參數可根據要求及工況靈活定義。