空压机采用多级压缩，可以通过在级间设置中间冷却器的方法，使被压缩气体在经过一级压缩后，进行等压冷却，来降低温度，再进入下一级气缸。而温度降低、密度增大，这样比较利于进一步压缩，相比第一次压缩可以节省耗功量，级数越多省的功耗就越多越接近于等温压缩
喷油螺杆空压机的空压机已经非常接近定温过程。如到达饱和状态后继续压缩继续冷却的话，将有冷凝水析出。这些冷凝水如果与压缩空气一起进入油气分离器（油箱）内，会使冷却油乳化，影响润滑效果。
所以，为了防止冷凝水的产生，压缩腔内的温度不能过低，一定大于冷凝温度。如排气压力为11bar（A）的空压机，冷凝温度为68℃，当压缩腔内温度低于68℃时，将有冷凝水析出。而喷油螺杆空压机的排气温度不能过低。
二、提高容积利用率
空压机
如果压力比愈大，则余隙容积内残留气体膨胀愈剧，气缸有效容积则愈小。在极限情况下，甚至能够出现余隙容积内的气体在气缸内完全膨胀后，压力仍不低于吸气压力，这时就无法继续吸、排气，气缸的有效容积就变成了零。这样自然就可以使气缸有效容积增大，从而提高气缸容积的利用率。
三、降低排气温度
压缩机的排除气体的温度是随压缩比的增加而升高的，压缩比越高排气温度就越高，但是排气温度过高是不可以的。在润滑压缩机过程中，润滑油温度搞了会降低粘度，当温度升高过高时容易在缸内及阀门上形成积碳，加剧磨损，会出现发生爆炸。所以采用多级压缩降低排气温度，同时比较耐高温。
而分级压缩可以降低螺杆空压机的排气温度，同时也可使空压机的热力过程尽可能地向定温压缩靠近，以达到节能效果，但并不是绝对的。对于排气压力13bar以下的螺杆空压机而言，由于其在压缩过程中低温的冷却油，压缩过程已经接近了定温过程，没必要再进行二级压缩。
四、降低作用在活塞杆上的气体力
活塞压缩机上，当压缩比较高而采用单级压缩时，气缸直径较大，就有较高的气体终压作用在较大活塞面积上，活塞上的气体里就较大。