Malgré leur nom, les pistons n’ont rien à voir avec le fonctionnement de cette pompe. À l’instar d’une pompe à engrenages, deux rotors tournent dans un carter ajusté ; cependant, ces rotors sont entraînés indépendamment l’un de l’autre par deux arbres rotatifs. Des engrenages de synchronisation externes garantissent que les rotors n’entrent pas en contact.
​

Au fur et à mesure que les rotors tournent, une cavité se forme du côté admission de la pompe, créant un vide qui aspire le liquide dans les espaces situés entre les extrémités des rotors.

Le liquide est piégé entre le rotor et la paroi du corps, puis acheminé vers la sortie. Le jeu très réduit entre la face extérieure d’un rotor et le moyeu de l’autre rotor empêche le liquide de s’écouler entre eux.

À la sortie, la réduction du volume de la cavité de pompage force le liquide à s’écouler par l’orifice de sortie.