Siłownik tłokowy, podobnie jak wszystkie siłowniki, jest urządzeniem, które przekształca surową energię w ruch. Zasadniczo siłownik jest połączony z tłokiem, który znajduje się wewnątrz obudowy. Coś, co powoduje ciśnienie, dostanie się do obudowy i zmusi tłok do ruchu, co powoduje ruch siłownika i wszystkiego, do czego jest podłączony. Przy odpowiedniej konstrukcji możliwe jest kontynuowanie tego ruchu przez szereg kroków i części, co skutkuje dużym ruchem generowanym przez niewielką zmianę samego siłownika. W większości przypadków urządzenia te zasilane są poprzez układy pneumatyczne, hydrauliczne lub spalinowe.
Jak wspomniano powyżej, konstrukcja siłownika tłokowego jest dość prosta. Większość z nich składa się tylko z kilku części — tłoka, obudowy i ramienia siłownika — wraz z dwoma zaworami do wpuszczania i wypuszczania źródła energii. Najbardziej złożoną częścią systemu jest zazwyczaj metoda stosowana do ochrony tłoka przed źródłem energii.
Niezależnie od tego, co porusza tłokiem, wnętrze obudowy musi być jak najbliżej hermetyczne, aby uzyskać jak największy zwrot z zużycia energii. Większość z tych systemów wykorzystuje cylinder z głowicą tłoka stanowiącą jeden koniec. Ponieważ energia w obudowie jest zaprojektowana tak, aby powodować nagłe wzrosty ciśnienia, nawet najmniejsze wycieki wokół zaworów lub tłoka mogą powodować brak mocy. Niektóre obudowy muszą również chronić wnętrze systemu przed zagrożeniami, takimi jak ekstremalne ciepło lub uszkodzenie przez wodę.
Rozmiar siłownika tłokowego jest wprost proporcjonalny do ilości energii potrzebnej do jego poruszenia i ilości ruchu, jaki może wytworzyć. Duży siłownik tłokowy wymaga dużej mocy, podczas gdy mniejsze nie. Mały tłok generuje niewielką ilość ruchu, a duży dużo. Choć może się to wydawać oczywiste, pojawia się, gdy system wykorzystuje proces, który może zwielokrotnić moc wyjściową, co jest praktyką powszechną w układach hydraulicznych.
Z tego właśnie powodu wiele typów siłowników tłokowych wykorzystuje układy hydrauliczne. Małe tłoki są połączone z większym zbiornikiem zawierającym duży tłok. Małe tłoczki aktywują się i poruszają stosunkowo niewielką ilością wody i zużywają niewielką ilość mocy. Skumulowany efekt całego tego ruchu powoduje ogromny wzrost ciśnienia i aktywuje duży tłok. W tym przypadku kilka siłowników działa wspólnie, tworząc źródło zasilania wykorzystywane przez duży siłownik tłokowy.