Las diferentes cámaras neumáticas tendrán diferentes especificaciones de operación. Dos características clave son la carrera del cilindro, que es la distancia entre las posiciones del pistón totalmente extendido y totalmente retraído, y el rango de presión de funcionamiento. El rango de presión refleja la cantidad mínima de presión requerida para accionar el cilindro y la presión máxima que puede contener de manera segura, y determina la cantidad y la naturaleza del trabajo que puede realizar el cilindro. Otra característica importante son las opciones de montaje para el dispositivo, que en última instancia determinan cómo se puede incorporar el cilindro a un sistema mecánico más grande.

El cilindro en sí contiene una cámara para que entre el aire comprimido, un camino para que salga, un pistón que realiza la mayor parte del trabajo involucrado y algún tipo de sistema de acción del que forma parte el pistón. Existen varios tipos diferentes de sistemas de acción para cilindros neumáticos, y cada uno proporciona un tipo de fuerza ligeramente diferente. La primera y más simple versión es el cilindro de acción simple, donde un sistema orientado a pistón fuerza el aire comprimido a través de un solenoide.válvula en la parte posterior del pistón. Este aire altamente comprimido busca la forma más fácil de salir, y ejerce una gran cantidad de fuerza sobre la cara del pistón. El área de superficie de la cara del pistón, o el tamaño del orificio, afecta directamente la facilidad con que el aire logrará empujar el pistón. Cuanto mayor sea el tamaño del orificio, más fácilmente lo moverá el aire, hasta que el peso se convierta en un factor importante. A medida que se empuja el pistón, el aire sale a través de válvulas de escape que se colocan cuidadosamente más abajo del cilindro. El pistón vuelve a caer naturalmente en su lugar hasta que se dispara otra ráfaga de aire comprimido en el cilindro.

El cilindro de acción simple también se puede modificar con un mecanismo de resorte comprimido, insertado entre el extremo del cilindro y el lado del pistón opuesto por donde entra el aire comprimido. Este sistema funciona de manera similar al estándar, pero después de que se libera el aire comprimido, el resorte obliga al pistón a volver a su posición original al final del cilindro. Este sistema se utiliza para movimientos lineales repetidos que involucran cargas pesadas y requiere una mayor fuerza de aire comprimido para completar su tarea.

La principal distinción entre los cilindros neumáticos es si son cilindros de acción simple (SAC) o cilindros de acción doble (DAC). SAC usa la fuerza de la presión de aire para mover una varilla en una sola dirección, generalmente lejos del cilindro. En estos mecanismos, un resorte devuelve el pistón a la posición original cuando se libera la presión de aire. En DAC, la presión de aire se usa tanto en los trazos de extensión como de retracción, lo que permite una operación detallada en ambas direcciones. DAC tiene dos puertos, uno para controlar cada golpe.