要求氣體的工作壓力較高時，采用單級壓縮不僅不經濟，有時甚至是不可能實現的，必須采用多級壓縮。多級壓縮就是將氣體從吸入開始，經過幾次升壓而達到所需要的工作壓力。

       兩級壓縮螺桿空壓機原理，其壓縮過程為自然空氣通過空氣過濾器進入壓縮，在壓縮腔與少量潤滑油混合，同時將混合氣體壓縮到級間壓力。壓縮后的氣體進入冷卻通道，與大量油霧接觸，從而大大降低了溫度。降溫后的壓縮氣體進入第二級轉子，進行二級壓縮，被壓縮到.終排氣壓力。通過排氣法蘭排出壓縮機，完成整個壓縮過程。不同設計的原理大同小異。