В конструкции винтовых компрессоров имеется винтовой блок, состоящий из ведущего и ведомого роторов, вращающихся навстречу друг другу и сжимающих воздушную смесь. Через воздушный фильтр, очищающий воздух, и впускной клапан атмосферный воздух попадает в винтовой блок, где смешивается с охлаждающим и уплотняющим зазоры маслом. Полученная воздушно-масляная смесь и подаётся в пневмосистему винтовым блоком. Сепаратор, расположенный в маслобаке, отделяет масло от воздуха, выходящего из компрессора. Таким образом, винтовые компрессоры самостоятельно всасывают и сжимают воздух. Регулировка частоты вращения роторов позволяет легко менять производительность оборудования.

Винтовые компрессоры оснащаются электрическими или дизельными двигателями. Особенности конструкции таких компрессоров позволяют увеличить производительность при малой мощности двигателя, за счёт чего значительно экономится энергопотребление (до 50%) и существенно повышается моторесурс оборудования.

Благодаря более сложной конструкции винтовые компрессоры рекомендованы в качестве оборудования, рассчитанного на постоянную работу. Винтовые компрессоры экономны при обслуживании, обладают повышенной износостойкостью, отличаются низким уровнем шума и малой вибрацией. Шумопоглощающий кожух позволяет использовать винтовые компрессоры в цехах или в помещениях с людьми. Кроме этого, большинство моделей винтовых компрессоров позволяют регулировать производительность точной настройкой давления, что снижает энергозатраты и увеличивает гибкость использования.

Как правило, винтовые компрессоры смонтированы на раме, полностью готовы к работе и не требуют фундамента для установки. При этом винтовые компрессоры довольно компактны и занимают малую площадь. Однако, винтовые компрессоры более требовательны, чем поршневые. Они не предназначены для работы в минусовую температуру или в помещениях с запылённым воздухом. Кроме этого они требуют регулярной и своевременной замены масла, очистки фильтров и проверки электрических соединений. Более высокая стоимость винтовых компрессоров компенсируется малыми экономическими и временными затратами на техобслуживание.

Некоторые модели винтовых компрессоров оснащаются цифровой системой управления. С её помощью можно дистанционно контролировать работу оборудования, а также программировать рабочие циклы на разные промежутки времени.

Винтовые компрессоры популярны в пищевой и химической промышленности, а также при производстве стекла.