Una pompa a pistone si basa sul movimento alternativo di un pistone per modificare periodicamente il volume di lavoro della camera della pompa, ottenendo così l'aspirazione e lo scarico del liquido. È costituito da un cilindro della pompa, un pistone, valvole di ingresso e uscita, tubi di ingresso e uscita, biella e dispositivo di trasmissione. La potenza spinge il pistone a muoversi alternativamente all'interno del cilindro della pompa. Quando il pistone si muove verso l'alto, la valvola di aspirazione si apre, consentendo all'acqua di entrare nel cilindro della pompa, mentre la valvola sul pistone si chiude, facendo salire con essa l'acqua nella parte superiore del pistone. Quando il pistone si sposta verso il basso, la valvola di ingresso si chiude e la valvola sul pistone si apre, forzando contemporaneamente l'acqua dalla camera inferiore del cilindro della pompa nella camera superiore e nel tubo di uscita. Questo processo di aspirazione e scarico si ripete, scaricando continuamente l'acqua dal tubo di uscita. Le pompe a pistone sono classificate come a semplice-effetto e a doppio-effetto; cilindro singolo-, doppio- e multi-; orizzontale, verticale e inclinato; e motorizzati, manuali,-azionati a piedi e-azionati da animali. La portata di una pompa a pistone è Q=0.71–6000 m³/h e la pressione di scarico P2 inferiore o uguale a 39,2 MPa, con P2 inferiore o uguale a 24,5 MPa nella maggior parte dei casi.
La portata di una pompa a pistone è determinata dal diametro del cilindro della pompa, dalla corsa del pistone e dal numero di movimenti alternativi del pistone al minuto. La prevalenza dipende dalle caratteristiche della tubazione. Per la stessa pompa a pistone la portata rimane costante, mentre la prevalenza può variare con le caratteristiche della tubazione. Cioè, la prevalenza aumenta mentre la portata rimane costante, tranne nell'area ad alta-pressione dove la portata diminuisce leggermente.