离心空压机的主要原理是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高。

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它一般由多级组成，排气压力越高所需级数越多，分为多段，段与段之间有中间气体冷却器。
离心空压机在流量减小到一定程度时会产生“喘振”现象，因此它的排气量只能在70%~100%之间调节，其转速高、结构紧凑，排气量范围大，制造、操作和维护的要求较高，难度大。
另外，离心空压机的排气量的变化对机械效率影响很大，启动和停车过程中容易出现喘振现象，齿轮箱噪声大并不易防治。但是，它的压缩空气无润滑油冷却，空气品质高。
离心空压机的主要特点包括：
结构紧凑、重量轻，排气量范围大。
运转可靠、寿命长，易损件少。
排气不受润滑油污染，供气品质高。
大排量时效率高，有利于节能。
离心式空压机还具有稳定高、效率高、振动强、噪音低等特点。