Οι αντλίες θετικής μετατόπισης μετακινούν το υγρό δημιουργώντας ανισορροπία πίεσης μέσα σε ένα σφραγισμένο περιβάλλον. Αυτή η ανισορροπία αναγκάζει το υγρό να μετακινηθεί από τη μια θέση στην άλλη σε μια προσπάθεια να εξισορροπηθεί η πίεση. Αυτός ο τύπος αντλίας χρησιμοποιείται μόνο με υγρά και είναι μια απλή μέθοδος για τη δημιουργία σταθερής ροής.
Στις αντλίες θετικού εκτοπίσματος, υπάρχουν δύο κοιλότητες: μια διαστελλόμενη κοιλότητα αναρρόφησης και μια φθίνουσα κοιλότητα εκκένωσης. Στην αρχή του κύκλου, η κοιλότητα αναρρόφησης είναι μικρότερη από την κοιλότητα εκκένωσης. Καθώς το υγρό ρέει μέσα, η πλευρά αναρρόφησης διαστέλλεται. Αυτό αλλάζει την πίεση εντός της αντλίας, η οποία αναγκάζει το υγρό να ρέει προς την κοιλότητα εκκένωσης προκειμένου να εξισορροπηθεί η εσωτερική πίεση. Καθώς το υγρό κινείται, η κοιλότητα αναρρόφησης συρρικνώνεται, αναδημιουργώντας την αρχική ανισορροπία πίεσης.
Δεν υπάρχει κεφαλή διακοπής σε αυτόν τον τύπο αντλίας, επομένως πρέπει να ληφθεί μέριμνα για να διασφαλιστεί ότι η ανακουφιστική βαλβίδα ή η βαλβίδα ασφαλείας είναι λειτουργική. Η σωστή χρήση αυτής της βαλβίδας διασφαλίζει ότι διατηρείται η κατάλληλη ισορροπία πίεσης εντός του συστήματος άντλησης. Εάν η κοιλότητα εκκένωσης είναι κλειστή, αλλά η αντλία λειτουργεί, η γραμμή ή ο σωλήνας μέσα από τον οποίο κινείται το υγρό μπορεί να σκάσει. Αυτό θα προκληθεί από την αυξανόμενη ποσότητα υγρού που ωθείται προς την κοιλότητα εκκένωσης. Εάν η γραμμή σκάσει, όλο το υγρό που προσπαθούσε να μετακινηθεί στην κοιλότητα εκκένωσης θα έριχνε την αντλία, δημιουργώντας ένα μεγάλο χάος.
Υπάρχουν δύο κύριες κατηγορίες αντλιών θετικής μετατόπισης: οι παλινδρομικές και οι ελικοειδείς ρίζες. Μια παλινδρομική αντλία είναι επίσης γνωστή ως αντλία εμβόλου ή διαφράγματος. Η αντλία εμβόλου έχει μια κυλινδροκεφαλή, όπου βρίσκονται τόσο η κοιλότητα αναρρόφησης όσο και η κοιλότητα εκκένωσης. Με την εμπρός διαδρομή, το έμβολο σπρώχνει το υγρό προς τα έξω. Η διαδρομή αναρρόφησης αποσύρει το έμβολο και ανοίγει την κοιλότητα αναρρόφησης για να τραβήξει το υγρό στον κύλινδρο.
Μια αντλία εμβόλου παράγει πολλή σπατάλη ενέργειας στα αντίθετα άκρα του κύκλου άντλησης. Μια αντλία διαφράγματος χρησιμοποιεί την ίδια κίνηση του εμβόλου υπό πίεση για να μετακινήσει το διάφραγμα μέσα στην ίδια την αντλία. Αυτός ο τύπος αντλίας χρησιμοποιείται για επικίνδυνα υλικά, καθώς το υλικό του διαφράγματος χρησιμοποιείται για να συγκρατήσει το υγρό μακριά από τον χειριστή.
Η αντλία ελικοειδών ριζών είναι επίσης γνωστή ως αντλία Wendelkolben. Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου το υγρό έχει υψηλό ιξώδες και απαιτείται ομαλότερη δράση άντλησης. Αυτές οι αντλίες θετικής μετατόπισης χρησιμοποιούν δύο ορθογώνιους ελικοειδή στριμμένους ρότορες για να δημιουργήσουν χαμηλό ρυθμό παλμών. Μια γραμμή στεγανοποίησης τριγωνικού σχήματος χρησιμοποιείται τόσο στην είσοδο της κοιλότητας αναρρόφησης όσο και στην είσοδο της κοιλότητας εκκένωσης για να εξασφαλιστεί μια συνεχής, ομοιόμορφη ροή.