主要由：连杆、曲轴、活塞、气缸、机体、配气阀等组成。压缩空气通过配气阀，依次向各气缸供气，从而膨胀做功，通过连杆推动曲轴旋转。其功主要来自于气体膨胀功。

常用活塞式气马达大多是径向连杆式的，下图为径向连杆活塞气马达工作原理图。压缩空气由进气口（图中未画出）进入配气阀套1及配气阀2，经配气阀及配气阀套上的孔进入气缸3（图示进入气缸I和Ⅱ），推动活塞4及连杆组件5运动。通过活塞连杆带动曲轴6旋转。曲轴旋转的同时，带动与曲轴固定在一起的配气阀2同步转动，使压缩空气随着配气阀角度位置的改变进入不同的缸内（图示顺序为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ），依次推动各个活塞运动，各活塞及连杆带动曲轴连续运转。与此同时，与进气缸相对应的气缸分别处于排气状态。
图 径向活塞式气马达
1—配气阀套；2—配气阀；3—气缸体；4—活塞；5—连杆组件；6—曲轴下图为一小型活塞式气马达的特性曲线。可见活塞式气马达也具有软特性的特点。特性曲线各值随马达工作压力的变化有较大的变化，工作压力增高，马达的输出功率、转矩和转速均大幅度增加；当工作压力不变时，其转速、转矩及功率均随外加载荷的变化而变化。其基本情况与叶片式气马达大致相同。
图 活塞式气马达特性曲线
a）功率曲线；b）转矩曲线°