หลักการทำงานของปั๊มลูกสูบคือการเปลี่ยนปริมาตรของห้องทำงานที่ปิดสนิทผ่านการเคลื่อนที่แบบลูกสูบไปมาในตัวกระบอกสูบ จึงทำให้สามารถดูดและจ่ายน้ำมันได้ ปั๊มลูกสูบอาศัยห้องทำงานที่ปิดสนิทซึ่งสร้างขึ้นระหว่างลูกสูบและกระบอกสูบ ลูกสูบจะเคลื่อนที่แบบลูกสูบไปมาเพื่อยืดและหดในกระบอกสูบ ทำให้ปริมาตรของห้องเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ ในเวลาเดียวกัน พอร์ตดูดและพอร์ตระบายของปั๊มลูกสูบจะแยกออกจากกันอย่างน่าเชื่อถือ ช่วยให้ปั๊มทำงานได้ตามปกติ

โครงสร้างของปั๊มลูกสูบประกอบด้วยส่วนหลักสองส่วน ได้แก่ ส่วนส่งกำลังและส่วนไฮดรอลิก ส่วนส่งกำลังประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น เพลาข้อเหวี่ยง ก้านสูบ หัวไขว้ และฐานเครื่องจักร ซึ่งมีหน้าที่หลักในการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ ส่วนไฮดรอลิกประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น หัวปั๊ม กล่องปิดผนึก และลูกสูบ ซึ่งมีหน้าที่ในการดูดและระบายของเหลว ปั๊มลูกสูบมักติดตั้งส่วนประกอบเสริม เช่น รอก วาล์วตรวจสอบ วาล์วความปลอดภัย ตัวปรับเสถียรภาพ และระบบหล่อลื่น

สถานการณ์การใช้งานของปั๊มลูกสูบได้แก่ เครื่องอัดไฮดรอลิก เครื่องจักรวิศวกรรม และเรือ ซึ่งโดยทั่วไปต้องใช้แรงดันสูง อัตราการไหลสูง และฟังก์ชันควบคุมการไหล ปั๊มลูกสูบมีข้อดีคือมีโครงสร้างที่กะทัดรัด ประสิทธิภาพสูง และแรงดันที่เสถียร จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเหล่านี้