Prvi način delovanja: Krožno gibanje motorja prek mehanske naprave povzroči, da se membrana znotraj črpalke giblje nazaj, stisne in raztegne zrak v komori črpalke, da ustvari podtlak. Na sesalni odprtini nastane razlika v tlaku v primerjavi z zunanjim atmosferskim tlakom. Pod vplivom te tlačne razlike se plin vleče v komoro črpalke in nato izpušča iz izpušne odprtine.
Drugi način delovanja: Miniaturna membranska črpalka uporablja vrtenje vijaka za sesanje in izpust tekočine. Osrednji vijak miniaturne membranske črpalke je pogonski vijak, ki ga poganja glavni pogon, medtem ko sta dva zunanja vijaka pogonska vijaka, ki se vrtita v nasprotni smeri od pogonskega vijaka. Tako pogonski kot pogonski vijak imata dvojni-navoj. Zaradi ujemanja vijakov in tesnega prileganja med vijaki in notranjo steno puše se med sesalno odprtino in tlačno odprtino miniaturne membranske črpalke ustvari en ali več tesnih prostorov. Ko se vijak vrti in zajeta, se na sesalnem koncu črpalke nenehno oblikujejo ti zaprti prostori, ki tesnijo tekočino v sesalni komori v notranjosti. Tekočina se nato nenehno potiska iz sesalne komore vzdolž osi vijaka do izpustnega konca, pri čemer se tekočina, zaprta v vsakem prostoru, nenehno odvaja. To je podobno matici, ki jo nenehno potiskate naprej, ko se vijak vrti. To je osnovni princip delovanja miniaturne membranske črpalke.