Sprężarka tłokowa, często nazywana sprężarką tłokową, to maszyna do sprężania gazów, która działa podobnie jak tłokowy silnik spalinowy, ale bez wybuchowego zapłonu paliwa. Do obsługi maszyny wykorzystywana jest moc zewnętrzna, często dostarczana przez inny silnik. Sprężarka tłokowa wykorzystuje tłoki zamknięte w cylindrach, zwykle z co najmniej dwoma zaworami do wlotu i wylotu gazów. Gaz jest pobierany do butli, sprężany przez butlę, a następnie usuwany pod ciśnieniem. Maszyny te mogą być używane do sprężania wielu różnych gazów, które mogą być również używane na kilka sposobów, w tym, ale nie wyłącznie, do obsługi narzędzi pneumatycznych, maszyn lub systemów oprzyrządowania lub do przechowywania w zbiornikach ciśnieniowych.
W podstawowej konstrukcji sprężarka tłokowa przypomina silnik spalinowy bez układu zasilania paliwem i zapłonu. Jeden lub więcej tłoków zamkniętych w cylindrach jest połączonych z wałkiem rozrządu, który jest obracany przez zewnętrzne źródło zasilania, zwykle silnik wysokoprężny, chociaż można również zastosować silniki elektryczne lub inne rodzaje zasilania. Gdy wałek rozrządu obraca się, powoduje to ruch tłoków tam iz powrotem w cylindrach, które są uszczelnione z wyjątkiem zaworów wlotowych i wylotowych. Wałek rozrządu zaprojektowano tak, aby poruszał tłokami według określonego wzorca, aby umożliwić ciągłe wyrzucanie sprężonego gazu, przy czym każdy tłok wykonuje swój suw sprężania jeden po drugim.
Obsługa poszczególnych cylindrów jest dość prosta. Gdy tłok jest wyciągany na zewnątrz cylindra, otwiera się zawór wlotowy, wciągając gaz do wnętrza cylindra. Gdy tłok osiągnie maksymalną odległość przesuwu w suwie ssania, zawór wlotowy zamyka się, a tłok rozpoczyna suw sprężania. Służy to sprężeniu gazu zawartego w cylindrze, a gdy tłok osiągnie maksymalny ruch w tym suwie, zawór wydechowy otwiera się, a sprężony gaz jest wyrzucany do pewnego rodzaju zamkniętego systemu pod ciśnieniem w celu dalszego użycia lub przechowywania. W tym momencie zawór wydechowy zamyka się i cykl zaczyna się od nowa.
Konstrukcje sprężarek tłokowych mogą się znacznie różnić od siebie. Mogą być dość proste, z zaledwie jednym cylindrem lub mogą mieć ich wiele. Liczba zaworów na cylinder może się również różnić, a niektóre mają tylko jeden zawór zarówno dolotowy, jak i wydechowy. Układy zewnętrzne zapewniają w maszynach tego typu przekierowanie dolotu i wydechu. Sprężarka tłokowa może mieć również wiele zaworów na cylinder.
Zastosowania dla tych maszyn są liczne. Na przykład bardzo często stosuje się sprężone powietrze w narzędziach pneumatycznych, oprzyrządowaniu i innych maszynach. Gazy mogą obejmować inne niż powietrze, takie jak azot, wodór, tlen lub gazowe węglowodory. Mogą być używane bezpośrednio ze sprężarki lub przechowywane w zbiornikach ciśnieniowych do dalszego wykorzystania.