כלים פניאומטיים מנצלים גז דחוס כמדיום העבודה, ומעבירים כוח או מידע באמצעות לחץ גז. מערכת העברת הכוח מספקת גז דחוס דרך צינורות ושסתומי בקרה למפעילים פנאומטיים, וממירה את אנרגיית הלחץ של הגז הדחוס לאנרגיה מכנית לביצוע עבודה. מערכת העברת המידע משתמשת באלמנטים לוגיים פנאומטיים או באלמנטים סילון לביצוע פעולות לוגיות ופונקציות אחרות; זו ידועה גם כמערכת בקרה פנאומטית.
ראשית, בהשוואה לכלים חשמליים, כלים פנאומטיים קטנים וקלים יותר עבור אותו הספק תפוקה, מה שהופך אותם למתאימים יותר לעבודה ממושכת ללא התחממות יתר. גם אם המנוע עמוס יתר על המידה, הוא יכול לחזור לפעולה רגילה לאחר שחרור עומס היתר. שנית, כלים פנאומטיים עמידים יותר במים-, ומכיוון שהם יכולים להשתמש במשאבות אוויר של מנועי בעירה פנימית, הם יכולים להסתגל לסביבות קשות או שליליות שונות. לבסוף, בעוד שההשקעה הראשונית בכלים פנאומטיים דורשת הקמת ציוד צנרת אוויר דחוס, העלות -לטווח הארוך במונחים של צריכת אנרגיה ותחזוקת הכלים נמוכה יותר.
עם זאת, בתנאים-כבדים, כלים פנאומטיים מציעים יתרונות שאין שני להם על פני כלים ידניים, המאופיינים באיכות גבוהה, תוחלת חיים ארוכה, מהירות גבוהה, כוח פלט גבוה ודיוק גבוה.
המנוע הפנאומטי הוא מרכיב מרכזי בכלים פנאומטיים, המורכב בעיקר ממנוע פנאומטי וגלגלי שיניים להספק כוח. היא מסתמכת על אוויר דחוס בלחץ- גבוה כדי להניע את להבי המנוע, מה שגורם לרוטור המנוע להסתובב ולהוציא תנועה סיבובית. תנועת סיבוב זו מועברת לאחר מכן דרך גלגלי שיניים לכל מנגנון העבודה. בהתבסס על האם הסטטור והרוטור הם קונצנטריים, מנועים פנאומטיים יכולים להיות מסווגים כמנועים קונצנטריים ומנועים אקסצנטריים; בהתבסס על מספר כניסות האוויר, ניתן לסווג אותם כמנועי כניסה בודדים-, מנועי כניסה- כפולים ומנועי כניסה מרובי-. ללא קשר לסוג, כל המנועים הפנאומטיים מסתמכים על אוויר דחוס כדי להניע את להבי המנוע ולסובב את הרוטור. במהלך סיבוב- במהירות גבוהה, להבי המנוע מתחככים ללא הרף בדופן הפנימית של הסטטור, מה שהופך אותם לרכיב הנפוץ והפגוע בקלות בתוך המנוע. לכן, יש חשיבות מכרעת לאיכות האוויר הדחוס ולנוכחות מולקולות שמן סיכה.