Pneumatski cilindri pretvaraju tlak zraka u linearno gibanje. Oni su poput automobilskih klipova, osim što klip (i klipnjaču) potiskuje priljev plina pod tlakom umjesto eksplozije benzina. Klip se mora vratiti u početni položaj nakon svakog hoda. Ako se za povratak klipa koristi opruga, to je cilindar s jednim djelovanjem. Ako se za vraćanje klipa koristi tlak zraka, to je cilindar dvostrukog djelovanja.
Dvostruki pneumatski cilindri skuplji su od pneumatskih cilindara s jednim djelovanjem, ali cilindri dvostrukog djelovanja superiorniji su od cilindara s jednim djelovanjem po bilo kojoj drugoj važnoj mjeri. Cilindri dvostrukog djelovanja brži su, jači i troše manje energije za obavljanje istog posla. U industrijskim se primjenama koriste jednostrani cilindri ako je moguće, ali kada su brzina ili sila važni koriste se cilindri dvostrukog djelovanja. Primjene uključuju otvaranje i zatvaranje ventila i vrata, skidanje stvari s transportnih traka i stavljanje stvari na transportne trake. Također se koriste za dizanje robe i premještanje robe, kao i za preše i udarce.
Pneumatski cilindri - uključujući cilindre dvostrukog djelovanja - važna su sastavnica robota od uvođenja umjetnih mišića McKibben. Robotske ruke kreću se na puno prirodniji način ako su ruke opremljene mišićima nalik ljudskim rukama. Umjetni mišići McKibben sastoje se od gumenih cijevi zatvorenih u metalnu mrežu. Kada se gumene cijevi napušu, metalna mreža se širi u promjeru i smanjuje u duljini - povlačeći ruku. Ruke (i umjetne i prirodne) doista imaju dva seta mišića - jedan sprijeda (biceps) za smanjenje zglobnog kuta i drugi na stražnjoj strani ruke (triceps) koji povećava zglobni kut. Budući da ti mišići moraju surađivati, pritisci se moraju vrlo brzo koordinirati, pa su cilindri dvostrukog djelovanja ključni za dovod zraka u McKibbensove.
Dvostruko djelujući cilindri koriste se u ovjesima stajnih dijelova automobila, motocikala, ATV-a i aviona, jer neravnine dolaze toliko brzo da bi cilindri s jednim djelovanjem bili nepraktični. Dvostruko djelujući cilindri koriste se kod bušenja, cjepača trupaca i opreme za zemljane radove, jer potrebne sile čine jednocilindrične cilindre nepraktičnim. Dvostruko djelujući cilindri nalaze se u stražnjim motikama, dizalima, kompaktorima smeća, kamionima za smeće, vilicama, dizalicama i onim strojevima u smeću koji komprimiraju stare automobile. Također se koriste u medicinskim aplikacijama koje pokreću ventilatore - one uređaje koji pomažu ljudima u disanju. Dvostruko djelujući cilindri nalaze sve veću primjenu u svemirskom programu - otvaraju i zatvaraju brodski prostor vrata - jer visoke razine zračenja u svemiru čine važnim zamjenu elektromotora pneumaticima i hidraulika. Zračenje ometa elektroniku, ali ne i hidrauliku ili pneumatiku.