利用螺桿形轉子在氣缸內作回轉運動來壓縮和輸送氣體的回轉壓縮機。螺桿壓縮機廣泛應用於礦山、化工、動力、冶金、建築、機械和製冷等部門。排氣量為25～38000米3/時。在大氣壓力下吸氣時，單級的排氣壓力可達0.5兆帕；兩級和三級的排氣壓力分別達1.2兆帕和3兆帕以上。單螺桿壓縮機都是註液冷卻的。工業生產中以雙軸（雙螺桿）的壓縮機最多，但單軸（單螺桿）的壓縮機也逐漸獲得應用。
圖圖為雙螺桿壓縮機的結構和工作過程。兩個相互嚙合的螺桿(轉子)螺旋面與氣缸內壁構成工作容積。工作容積的大小隨著轉子的轉動而變化，位置也不斷向前移動，從而完成吸氣、壓縮和排氣過程。主動陽螺桿和從動陰螺桿的齒數可以有不同的配合，如3對5、5對7，但最常用的是4對6的配合。轉子端面型線對螺桿壓縮機效率有很大影響。20世紀70年代初期，非對稱型線取代對稱圓弧型線後，壓縮機效率提高10％。新出現的X型線等又使絕熱效率提高5％左右。
雙螺桿壓縮機分為幹式和註油式兩種。①幹式：螺桿軸端裝有同步齒輪，可保證轉子間高精度嚙合，同時使相對運動的螺桿間不接觸，不須註油潤滑，因而排出的氣體不含潤滑油。為瞭改善密封性，壓縮機采用較高轉速（3000～20000轉/分），它除用電機增速驅動外，還可用高速汽輪機直接驅動。②註油式：螺桿軸端不裝同步齒輪，靠兩螺桿直接接觸傳動，須註油潤滑冷卻。註油還能改善密封性，轉速可降低到1000～3000轉/分。螺桿壓縮機工作噪聲很大，中小型螺桿壓縮機均采用隔聲罩。