Οι πνευματικοί κύλινδροι μετατρέπουν την πίεση του αέρα σε γραμμική κίνηση. Είναι σαν έμβολα αυτοκινήτου εκτός από το ότι το έμβολο (και η ράβδος σύνδεσης) ωθείται από εισροή πεπιεσμένου αερίου αντί για έκρηξη βενζίνης. Το έμβολο πρέπει να επιστραφεί στην αρχική θέση μετά από κάθε διαδρομή. Εάν ένα ελατήριο χρησιμοποιείται για την επιστροφή του εμβόλου, είναι ένας κύλινδρος απλής δράσης. Εάν χρησιμοποιείται πίεση αέρα για την επιστροφή του εμβόλου, είναι ένας κύλινδρος διπλής δράσης.
Οι πνευματικοί κύλινδροι διπλής δράσης είναι ακριβότεροι από τους πνευματικούς κυλίνδρους μιας ενέργειας, αλλά οι κύλινδροι διπλής δράσης είναι ανώτεροι από τους κυλίνδρους μονής δράσης από οποιοδήποτε άλλο σημαντικό μέτρο. Οι κύλινδροι διπλής δράσης είναι γρηγορότεροι, ισχυρότεροι και χρησιμοποιούν λιγότερη ενέργεια για να κάνουν την ίδια δουλειά. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, οι κύλινδροι μονής δράσης χρησιμοποιούνται αν είναι δυνατόν, αλλά όταν η ταχύτητα ή η δύναμη είναι σημαντικοί, χρησιμοποιούνται κύλινδροι διπλής δράσης. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν το άνοιγμα και το κλείσιμο των βαλβίδων και των θυρών, την απομάκρυνση των μεταφορικών ιμάντων και την τοποθέτηση των πραγμάτων στους μεταφορικούς ιμάντες. Χρησιμοποιούνται επίσης για ανύψωση εμπορευμάτων και μετακίνηση εμπορευμάτων καθώς και για πρέσες και γροθιές.
Οι πνευματικοί κύλινδροι - συμπεριλαμβανομένων των κυλίνδρων διπλής δράσης - αποτελούν σημαντικό συστατικό στοιχείο των ρομπότ από την εισαγωγή των τεχνητών μυών του McKibben. Τα ρομποτικά χέρια κινούνται με πολύ πιο φυσικό τρόπο εάν τα χέρια είναι εφοδιασμένα με μυς που μοιάζουν με αυτούς του ανθρώπινου βραχίονα. Οι τεχνητοί μύες McKibben αποτελούνται από ελαστικούς σωλήνες που περικλείονται σε μεταλλικό πλέγμα. Όταν οι λαστιχένιοι σωλήνες διογκώνονται, το μεταλλικό πλέγμα διαστέλλεται σε διάμετρο και μειώνεται σε μήκος - τραβώντας το βραχίονα. Τα όπλα (τόσο τεχνητά όσο και φυσικά) έχουν πραγματικά δύο σύνολα μυών - ένα στο μπροστινό μέρος (δικέφαλος) για να μειώσει τη γωνία της άρθρωσης και ένα άλλο στο πίσω μέρος του βραχίονα (τρικέφαλος) που αυξάνει τη γωνία της άρθρωσης. Επειδή αυτοί οι μύες πρέπει να λειτουργούν μαζί, οι πιέσεις πρέπει να συντονίζονται πολύ γρήγορα, έτσι οι κύλινδροι διπλής δράσης είναι απαραίτητοι για την παροχή αέρα στα McKibbens.
Οι κύλινδροι διπλής δράσης χρησιμοποιούνται σε αναρτήσεις αυτοκινήτων, μοτοσικλετών, ATV και προσγείωσης, επειδή οι προσκρούσεις έρχονται τόσο γρήγορα που ένας κύλινδρος απλής δράσης θα ήταν πρακτικός. Οι κύλινδροι διπλής δράσης χρησιμοποιούνται σε γεωτρήσεις, διαχωριστές κορμών και κινούμενο εξοπλισμό επειδή οι απαιτούμενες δυνάμεις καθιστούν ανέφικτους τους κυλίνδρους μονής δράσης. Οι κύλινδροι διπλής δράσης βρίσκονται σε οπίσθιες τσάπες, ανελκυστήρες, συμπιεστές σκουπιδιών, απορριμματοφόρα, ανυψωτικά περόνης, υποδοχές και αυτά τα μηχανήματα σε σκουπίδια που συμπιέζουν παλιά αυτοκίνητα. Χρησιμοποιούνται επίσης σε ιατρικές εφαρμογές που τροφοδοτούν ανεμιστήρες - αυτά τα μηχανήματα που βοηθούν τους ανθρώπους να αναπνέουν. Οι κύλινδροι διπλής δράσης βρίσκουν αυξανόμενες εφαρμογές στο διαστημικό πρόγραμμα - ανοίγουν και κλείνουν το θάλαμο μεταφοράς πόρτες - επειδή τα υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας στο διάστημα καθιστούν σημαντική την αντικατάσταση ηλεκτρικών κινητήρων με πνευματικά και υδραυλική. Η ακτινοβολία παρεμβαίνει στα ηλεκτρονικά αλλά όχι στα υδραυλικά ή στα πνευματικά.
