Le compresseur à pistons ressemble à un moteur automobile : le vilebrequin fait aller et venir les pistons dans les cylindres, le fluide entré par le clapet d’aspiration est comprimé et sort par le clapet de refoulement. Il existe des modèles de un à huit cylindres ; le nombre de cylindres et la vitesse déterminent la puissance. Il est produit en version hermétique (petite), semi-hermétique (moyenne à grande) et ouverte (ammoniac).
Son plus grand atout est la souplesse : il fonctionne à toute température d’évaporation de −45 °C à +15 °C et avec presque tous les fluides ; la régulation de puissance par paliers se fait par mise à vide de cylindres ; ses versions à économiseur et bi-étagées conviennent aux applications basse température comme la surgélation et la congélation profonde. Les compresseurs semi-hermétiques à pistons se réparent sur place.
Ses points faibles sont, par rapport au scroll, des vibrations et un bruit plus élevés, plus de pièces mobiles et une sensibilité à l’arrivée de liquide à l’aspiration (le liquide ne se comprime pas ; les clapets cassent). Avec une surchauffe correcte, une résistance de carter et un retour d’huile assuré, il fonctionne des dizaines d’années. Nos groupes de condensation basse température utilisent des compresseurs semi-hermétiques à pistons Bitzer et Frascold.