活塞压缩机的性能是生产能力和压缩功等。
1）生产能力。压缩机的生产能力也叫排气量。它是将单位时间内排出的气量折算成吸气状态下的体积，单位为
。由于它是一种容积压缩机，吸气体积显然是与活塞面积、活塞行程及转速成正比。如图3-9所示，由于余隙容积的影响，在每一循环中的吸气体积V2要小于活塞的行程容积V3.对气缸单面工作的压缩机，行程容积为
送气系数是指实际排气量与活塞排气量的比值，一般为0.55~0.85.显然，它与余隙容积的大小有关，余隙越大，实际吸气体积V2越小，送气系数也越小。
此处，活塞环、密封圈漏气，进、排气阀不严，吸气管阻力增加，气体由于冷却不好而温度升高等因素均将造成送气系数减小，降低活塞压缩机的生产能力。
2）压缩功。压缩机是消耗功的机械，用消耗的功来提高气体的压力。在图3-9中，以容积为横坐标，压力为纵坐标的坐标图上，表示了一个压缩循环的四个过程，这个图也叫示功图。四条曲线所围的面积表示了一个循环所消耗的压缩功的大小。
随着气体的压缩，气体的温度也将升高。气体本身的体积将趋于膨胀，因此，压缩愈困难，压缩所需消耗的功愈大。在示功图上的压缩过程曲线3-4将向右偏移，如3-4所示，使曲线所围的面积增大，表示消耗的压缩功增加。
为了减少压缩功的消耗，必须降低气体温度。所以，在气缸上设有冷却水套。
在理想情况下，气体压缩后温度不升高，则消耗的功最小，这种压缩称为等温压缩。但是，由于实际压缩过程进行得很快，产生的热量不可能被冷却水全部带走。
因此，实际压缩后温度总有所升高。
为了加强冷却效果，降低压缩功的消耗，可以采用多级压缩。在一级气缸中压缩到较低的压力后，将气体送到有足够冷却面积的中间冷却器中进行冷却，冷至接近吸气温度后，再送入下一级气缸中继续压缩，这样使整个压缩过程更接近等温过程。
当排气压力高时，必须采用多级压缩，这是由于：
①如果采用一级压缩，则排气压力与吸气压力之比（称压缩比）很大，排气温度会升得很高，造成润滑油粘度降低和裂解，失去润滑作用或氧化烧成积炭。只有采用多级压缩、降低各级的压缩比，同时进行中间冷却，才能使排气温度降低。
②当压缩比很大时，气缸中的高压余气膨胀将占去很长的行程，造成有效吸气容积减小，甚至达到无法吸入气体。只有采用多级压缩，降低各级压缩比，才可增大有效容积，提高排气系数。
对单级压缩机，允许的压缩比在7以下，当排气压力高时，需采用多级压缩。
但是，级数过多将造成结构过于复杂，实际级数应根据排气压力的高低和经验选取，如表3-6所示。
对多级压缩机，各级的压力比接近相等，一般在3~4左右。
国产中压流程制氧机所用的空气压缩机，均为三级压缩。表3-7列出了几种配套空气压缩机的技术性能。
