Uma bomba de pistão depende do movimento alternativo de um pistão para alterar periodicamente o volume de trabalho da câmara da bomba, conseguindo assim a entrada e descarga de líquido. Consiste em um cilindro de bomba, pistão, válvulas de entrada e saída, tubos de entrada e saída, biela e dispositivo de transmissão. A energia impulsiona o pistão para alternar dentro do cilindro da bomba. Quando o pistão se move para cima, a válvula de entrada se abre, permitindo que a água entre no cilindro da bomba, enquanto a válvula do pistão se fecha, fazendo com que a água na parte superior do pistão suba com ela. Quando o pistão se move para baixo, a válvula de entrada fecha e a válvula do pistão abre, forçando simultaneamente a água da câmara inferior do cilindro da bomba para a câmara superior e para o tubo de saída. Este processo de admissão e exaustão se repete, descarregando continuamente água do tubo de saída. As bombas de pistão são classificadas como de simples-ação e dupla-ação; cilindro único-, duplo- e multi-cilindro; horizontal, vertical e inclinado; e motorizados, manuais, acionados-pelo pé e movidos-por animais. A vazão de uma bomba de pistão é Q=0.71–6.000 m³/h, e a pressão de descarga P2 menor ou igual a 39,2 MPa, com P2 menor ou igual a 24,5 MPa na maioria dos casos.
A vazão de uma bomba de pistão é determinada pelo diâmetro do cilindro da bomba, pelo curso do pistão e pelo número de movimentos alternativos do pistão por minuto. A cabeça depende das características do gasoduto. Para a mesma bomba de pistão, a vazão permanece constante, enquanto a altura manométrica pode variar com as características da tubulação. Ou seja, a altura manométrica aumenta enquanto a vazão permanece constante, exceto na área de alta-pressão, onde a vazão diminui ligeiramente.