空壓機在氣動後產生一定的內壓力， 利用油分桶內的壓力， 將油分桶內的潤滑油排出， 經過油散熱器→油篩檢程式除去雜質顆粒， 然後分成兩路， 一路從機頭下部噴入機頭壓縮腔， 密封間隙和潤滑螺杆；另一路通到機頭兩端， 潤滑機頭軸承部件， 然後各部分的空壓機油彙集在機頭底部利用空壓機內壓， 由機頭排氣口排出。 油氣混合的壓縮空氣旋切狀噴入油氣分離器桶後， 絕大部分的油沉澱於油氣桶的底部， 其餘的含油霧空氣再經過油氣分離器芯， 進一步過濾濾剩餘的空壓機油，
溫度控制閥的主要功能是通過控制噴入機頭的空壓機油溫度來控制壓縮機的排氣溫度， 避免造成空氣中的水在油氣桶內凝結而乳化潤滑油。 機器開始運行時， 潤滑油溫度低， 溫度控制閥關閉， 冷油不經過冷卻器而直接噴入機頭內。
注：很多國產機型不設溫度控制閥， 而是通過空壓機控制器控制風扇電機的起停來控制油溫的。 當排氣溫度上升至80度時， 風扇開始運轉；當排氣溫度低於70度時， 風扇自動停止運轉， 使空壓機油溫度保持在一定範圍內。
螺杆空壓機噴油控制空壓機所噴入機頭的油除起到潤滑、密封作用外， 主要是用於帶走空氣在壓縮中所產生的熱量， 噴油量在出廠前已經由螺杆空壓機廠家的技術人員調整設定完畢，
小型螺杆空壓機一般都設計為油散熱器與後冷卻器做成一體。 大型螺杆空壓機多數都分開的， 避免溫度相互影響。
油氣分離器芯油氣分離器芯採用多層細密的特種纖維製成，
油氣分離器過濾後的少量空壓機油集中於油分芯中央的小圓凹槽中， 經回油管引至空壓機主機， 避免已被分離的潤滑油再隨壓縮空氣排出。
機油篩檢程式是一種紙質或金屬絲網的篩檢程式， 過濾精度在10μ~15μ之間。 其功能是除去空壓機油中的雜質。 如金屬微粒、灰塵、油之劣化物等， 保護軸承及轉子的正常運行。 若油過濾阻塞， 則可能導致噴油量不足影響主機軸承使用壽命， 機頭排氣溫度升高， 縮短空壓機有的使用時間。