Prvi način rada: Kružno kretanje motora, kroz mehanički uređaj, uzrokuje da se membrana unutar pumpe uzvraća, komprimirajući i rastežući zrak unutar komore pumpe kako bi se stvorio negativni tlak. Razlika tlaka se stvara na usisnom priključku u odnosu na vanjski atmosferski tlak. Pod uticajem ove razlike pritiska, gas se uvlači u komoru pumpe, a zatim se ispušta iz izduvnog otvora.
Drugi način rada: minijaturna membranska pumpa koristi rotaciju zavrtnja za uvlačenje i ispuštanje tečnosti. Centralni zavrtanj minijaturne membranske pumpe je pogonski vijak, koji pokreće glavni pokretač, dok su dva vanjska zavrtnja pogonski zavrtnji koji se okreću u suprotnom smjeru od pogonskog vijka. I pogonski i gonjeni vijci imaju dvostruki-navoj. Zbog spajanja vijaka i čvrstog prianjanja između vijaka i unutrašnjeg zida čahure, stvara se jedan ili više zatvorenih prostora između usisnog otvora i ispusnog otvora minijaturne membranske pumpe. Kako se zavrtanj rotira i spaja se, ovi zatvoreni prostori se kontinuirano formiraju na usisnom kraju pumpe, zatvarajući tečnost u usisnoj komori iznutra. Tečnost se zatim kontinuirano gura iz usisne komore duž ose zavrtnja do kraja za pražnjenje, kontinuirano ispuštajući tečnost zatvorenu u svakom prostoru. Ovo je slično matici koja se neprekidno gura naprijed dok se vijak rotira. Ovo je osnovni princip rada minijaturne membranske pumpe.