I cilindri pneumatici trasformano la pressione dell'aria in movimento lineare. Sono come pistoni di automobili, tranne per il fatto che il pistone (e la biella) è spinto da un afflusso di gas in pressione anziché da un'esplosione di benzina. Il pistone deve essere riportato nella posizione iniziale dopo ogni corsa. Se viene utilizzata una molla per restituire il pistone, si tratta di un cilindro a singola azione. Se viene utilizzata la pressione dell'aria per restituire il pistone, si tratta di un cilindro a doppia azione.
Usi industriali

I cilindri pneumatici a doppia azione sono più costosi dei cilindri pneumatici a singola azione, ma i cilindri a doppia azione sono superiori alla singola azione cilindri di qualsiasi altra misura importante. I cilindri a doppia azione sono più veloci, più forti e consumano meno energia per fare lo stesso lavoro. Nelle applicazioni industriali, se possibile, vengono utilizzati cilindri a singola azione, ma quando velocità o forza sono importanti vengono impiegati cilindri a doppia azione. Le applicazioni includono l'apertura e la chiusura di valvole e porte, lo smontaggio di nastri trasportatori e l'inserimento di nastri trasportatori. Sono inoltre utilizzati per il sollevamento di merci e per lo spostamento di merci, nonché per presse e punzoni.
Usi di robotica

I cilindri pneumatici, compresi i cilindri a doppio effetto, sono stati un componente importante dei robot sin dall'introduzione di muscoli artificiali McKibben. Le braccia robotiche si muovono in un modo molto più naturale se le braccia sono dotate di muscoli simili a quelli del braccio umano. I muscoli artificiali McKibben sono costituiti da tubi di gomma racchiusi in una rete metallica. Quando i tubi di gomma sono gonfiati, la rete metallica si espande in diametro e diminuisce in lunghezza - tirando il braccio. Le braccia (sia artificiali che naturali) hanno davvero due serie di muscoli: uno nella parte anteriore (bicipiti) per ridurre l'angolo articolare e un altro nella parte posteriore del braccio (tricipite) che aumenta l'angolo articolare. Poiché questi muscoli devono lavorare insieme, le pressioni devono essere coordinate molto rapidamente, quindi i cilindri a doppio effetto sono essenziali per fornire aria ai McKibbens.
Altri usi

I cilindri a doppio effetto sono utilizzati in automobile, moto, ATV e sospensioni del carrello di atterraggio dell'aeroplano perché i dossi arrivano così velocemente che un cilindro a semplice effetto sarebbe impraticabile. I cilindri a doppio effetto sono utilizzati nella perforazione, negli spaccalegna e nelle attrezzature per movimento terra perché le forze necessarie rendono impraticabile il cilindro a semplice effetto. I cilindri a doppio effetto si trovano in zappe posteriori, ascensori, compattatori di rifiuti, camion della spazzatura, carrelli elevatori, martinetti e quelle macchine nei ciarpame che comprimono le vecchie auto. Sono anche utilizzati in applicazioni mediche che alimentano i ventilatori, quelle macchine che aiutano le persone a respirare. I cilindri a doppio effetto stanno trovando applicazioni crescenti nel programma spaziale - aprono e chiudono le porte del vano navetta - perché gli elevati livelli di radiazione nello spazio rendono importante sostituire i motori elettrici con pneumatica e idraulica. Le radiazioni interferiscono con l'elettronica ma non con l'idraulica o la pneumatica.