高壓羅茨鼓風機兩個互不接觸的轉子在氣缸內作同速反向運動，推動氣流由一側移動至另一側。高速氣流移到排氣口附近與排氣口相連通的瞬時，因有較高壓力的氣體回流，這時工作容積中的壓力突然升高，并將氣體輸送外出。高壓羅茨鼓風機靠轉子軸端的同步齒輪使兩轉子保持嚙合。轉子上每一凹入的曲面部分與氣缸內壁組成工作容積，在轉子回轉過程中從吸氣口帶走氣體，當兩轉子依次交替工作。通過加大功率、強化轉子組、增大體積、提高轉速、調整葉輪間隙的方法使得氣腔內部空氣壓縮加大，壓力升高。