Det första driftläget: Motorns cirkulära rörelse, genom en mekanisk anordning, gör att membranet inuti pumpen rör sig fram och tillbaka, komprimerar och sträcker ut luften inuti pumpkammaren för att skapa undertryck. En tryckskillnad genereras vid sugporten jämfört med det yttre atmosfärstrycket. Under påverkan av denna tryckskillnad dras gas in i pumpkammaren och släpps sedan ut från avgasporten.
Det andra driftläget: Miniatyrmembranpumpen använder rotationen av en skruv för att dra in och tömma vätska. Den centrala skruven i miniatyrmembranpumpen är drivskruven, driven av en drivmotor, medan de två yttre skruvarna är drivna skruvar, som roterar i motsatt riktning mot drivskruven. Både drivande och drivna skruvar har dubbel-gänga. På grund av skruvarnas ingrepp och den täta passningen mellan skruvarna och bussningens innervägg skapas ett eller flera täta utrymmen mellan sugporten och utloppsporten på miniatyrmembranpumpen. När skruven roterar och griper in, bildas dessa förseglade utrymmen kontinuerligt vid pumpens sugände och tätar vätskan i sugkammaren inuti. Vätskan skjuts sedan kontinuerligt från sugkammaren längs skruvaxeln till utloppsänden, varvid vätskan som är innesluten i varje utrymme kontinuerligt töms ut. Detta liknar en mutter som kontinuerligt trycks framåt när skruven roterar. Detta är den grundläggande arbetsprincipen för en miniatyrmembranpump.