空気圧縮機は、作動原理、構造、圧力定格、潤滑方式といった主要な要素に基づいて、さまざまな方法で分類できます。空気圧縮機の種類によって、適用場面は大きく異なります。

（I）動作原理による分類（中核的な分類）

容積式空気圧縮機：ガスの体積を変化させることで空気を圧縮する。市場シェアの90%以上を占める、最も広く使用されているタイプである。

往復ピストン式空気圧縮機：シリンダー内部のピストンの往復運動によってシリンダー内の空気を圧縮します。シンプルな構造、低コスト、広い圧力範囲（高圧から超高圧まで対応可能）が特長で、中小企業、整備工場など様々な用途に適しています。一方、騒音が大きく、振動も顕著で、ピストンリングなどの消耗部品を定期的に交換する必要がある点が欠点です。

スクリュー式空気圧縮機：二軸式と単軸式に分けられ、2本（または1本）のスクリューが噛み合って回転することで空気を圧縮します。高効率、省エネルギー、低騒音、安定した運転、容易なメンテナンスといった利点を持ち、現在の工業生産において最も一般的に使用されているタイプであり、大規模工場、組立ラインなど、継続的かつ安定した空気供給を必要とする場面に適しています。

スクロール式空気圧縮機：回転するスクロールと固定されたスクロールの相対運動によって空気を圧縮し、密閉された空間を徐々に縮小します。小型で、極めて低騒音、高エネルギー効率が特長であり、騒音に敏感な環境（医療、研究所、精密電子機器など）に適しています。欠点としては、圧力と空気吐出量が比較的限られている点が挙げられます。

動的空気圧縮機：高速回転するインペラを介して機械エネルギーを空気に伝達し、空気の流れを加速させ、その後、ディフューザーを通して運動エネルギーを圧力エネルギーに変換します。大口径の空気と中低圧を必要とする用途に適しています。

遠心式空気圧縮機：遠心力によって空気を圧縮し、大きな空気吐出量、安定した圧力、スムーズな運転を実現します。大規模な工場、発電所、化学工業など、大量の連続的な空気供給を必要とする場面に適しています。欠点としては、構造が複雑であること、初期投資額が高いこと、運転条件の変化への適応性が低いことが挙げられます。

軸流式空気圧縮機：軸流インペラを通して空気を押し出し圧縮する方式で、極めて大きな空気吐出量と低圧を実現します。主に航空宇宙分野や大型風洞などの特殊な用途で使用されます。

（II）潤滑法による分類

油潤滑式空気圧縮機：圧縮プロセスに潤滑油が必要であり、優れた潤滑・密閉効果と長い耐用年数を実現します。ただし、出力される圧縮空気には少量の油分が含まれるため、後処理による浄化が必要となります。そのため、空気品質に対する要求が低い場面（建設現場、鉱業など）に適しています。

オイルフリー空気圧縮機：オイルフリータイプとオイルレス潤滑タイプに分けられ、圧縮時に潤滑油を使用せず、清浄度の高い圧縮空気を出力します。医療、食品、精密電子機器、製薬など、極めて高い空気品質が求められる分野に適していますが、コストが高く、メンテナンス要件が厳しいという欠点があります。

（III）圧力定格による分類

低圧空気圧縮機：吐出圧力≤1.0MPa、一般的な空気圧工具（例：レンチ、スプレーガン）、換気、冷却などの用途に適しています。

中圧空気圧縮機：吐出圧力1.0MPa＜10MPa以下で、化学工業、機械加工、空気圧制御システムなどの用途に適しています。

高圧空気圧縮機：吐出圧力＞10MPaで、高圧ガスボンベの充填、ダイビング、航空宇宙などの特殊な用途に適しています。