Pompa tłokowa to urządzenie przeznaczone do pompowania gazów lub płynów za pomocą tłoków lub membrany. Termin „posuwisto-zwrotny” opisuje każdy ciągle powtarzany ruch do tyłu i do przodu. Pompy tłokowe są urządzeniami wyporowymi, tzn. transportują materię, wypierając ją poruszającym się obiektem. Pompy tłokowe lub nurnikowe osiągają to działanie pompujące poprzez naprzemienne wciąganie płynu lub gazu do cylindra tłoka przez otwór wlotowy, a następnie wyrzucanie go ponownie przez otwór wylotowy. Pompy membranowe, drugi wariant, działają w podobny sposób i wykorzystują ugięcie membrany do przemieszczania materii.
Każdy ciągle powtarzany ruch do tyłu i do przodu jest znany jako ruch posuwisto-zwrotny. W pompie tłokowej termin ten odnosi się do cyklicznego działania tłoka lub elastycznej membrany. W obu przypadkach elementy te służą do przemieszczania lub transportu płynów i gazów za pomocą wyporu. Opisuje proces progresywnego przemieszczania lub przemieszczania materii w zamkniętej przestrzeni poprzez wprowadzenie poruszającej się przeszkody, takiej jak membrana lub tłok.
Pompa tłokowa składa się z układu tłoka i cylindra podobnego do silnika spalinowego. Każdy cylinder wyposażony jest w zawór wlotowy i wylotowy, które działają naprzemiennie i są zsynchronizowane z skokiem tłoka. Początkowy skok w dół cyklu powoduje, że tłok wciąga płyn lub gaz do cylindra przez zawór wlotowy. W dolnej części suwu zawór wlotowy zamyka się, gdy tłok ponownie podnosi się i ściska materię w cylindrze. W górnej części skoku zawór wylotowy otwiera się i umożliwia wypchnięcie skompresowanego materiału z cylindra.
W miarę powtarzania tego procesu, stały strumień płynu lub gazu jest wyrzucany z pompy przez otwór wylotowy. Stopień sprężania, prędkość obrotowa, liczba cylindrów i pojemność cylindrów pompy decydują o jej wydajności. Typowe zastosowania pompy tłokowej lub tłokowej obejmują pompy ręczne, pompy wiatrakowe i sprężarki powietrza. Spośród dwóch typów pomp tłokowych, pompa tłokowa może zapewnić najwyższe ciśnienie i natężenie przepływu. Pompy tłokowe nie nadają się jednak do pompowania mediów wybuchowych lub toksycznych.
Pompy tłokowe typu membranowego działają na tej samej zasadzie co pompa tłokowa, z tym wyjątkiem, że elastyczna membrana dostarcza element wyporowy. W tego rodzaju pompie membrana jest naprzemiennie uginana w górę iw dół przez krzywkę wewnątrz szczelnej komory wyposażonej w zawór. Gdy membrana rozpoczyna cykl opuszczania, zawór wlotowy otwiera się, a wytworzone podciśnienie wciąga płyn do komory. Gdy membrana porusza się w górę, oba zawory zamykają się w celu wykonania suwu ściskającego, a następnie zawór wylotowy otwiera się, aby umożliwić ucieczkę płynu lub gazu. Przeponowe pompy tłokowe są często stosowane w mniejszych sprężarkach i mogą być odpowiednie do pompowania materiałów toksycznych lub wybuchowych.