משתמשים בטיימרים פנומטיים באזורים בהם השימוש בזרם חשמלי אינו רצוי או מסוכן. (בתי זיקוק נפט רבים משתמשים בטיימרים פנאומטיים במקום בשעונים חשמליים. ניצוץ חשמלי במפעל ייצור כזה יכול בקלות להדליק שריפה).
אופן פעולתם של מכשירים אלה יכול להיות מעט מבלבל, אך הטיימר הפנאומטי הבסיסי ביותר כולל בוכנה ושסתום בקרה. יש צורך לחבר את כל הציוד הפנאומטי לאספקת אוויר לצורך פעולה תקינה.
אספקת אוויר דוחפת לאט את הבוכנה לקראת סוף החדר. שסתום קטן בקצה השני שולט בזרימת האוויר. הבוכנה תגיע בסופו של דבר ליעדה המיועד. עם זאת, ייקח לבוכנה זמן עד שהוא יבצע משימה זו. ישנם סוגים אחרים של טיימרי אוויר המשתמשים במנגנון בקרה שונה, אך בתא הבוכנה נעשה שימוש לרוב. (יצירה או מילוי ואקום היא טכניקה נוספת לבקרת טיימר).
יש דלתות המכילות מנגנון המונע טריקת דלת. כאשר יותר מדי אוויר מצטבר מאחורי הדלת, הדלת תאט עד ותיסגר בקצב יותר לניהול. איך הבוכנה עובדת דומה. השסתום בקצה תא הבוכנה מונע מהאוויר לברוח מהר מדי, ובכך מאפשר לקבוע זמן מדויק על ידי המשתמש בטיימר פנאומטי.
הפקדים לטיימר מאפשרים למשתמש להגדיר כמה זמן יעבור לפני שהבוכנה תפתח את החדר. החוגה, למעשה, שולטת באיזה מרחק השסתום נפתח כאשר הטיימר פועל. לפיכך, תעשיות יכולות לקבל תזמון מדויק מבלי להסתמך על מכשירי תזמון חשמליים.