Siłowniki pneumatyczne zamieniają ciśnienie powietrza w ruch liniowy. Są one podobne do tłoków samochodowych, z wyjątkiem tego, że tłok (i korbowód) jest popychany przez dopływ gazu pod ciśnieniem zamiast eksplozji benzyny. Po każdym skoku tłok musi być cofnięty do pozycji wyjściowej. Jeżeli do cofania tłoka używana jest sprężyna, jest to cylinder jednokierunkowy. Jeśli do powrotu tłoka stosuje się ciśnienie powietrza, jest to cylinder o podwójnym działaniu.
Cylindry pneumatyczne dwustronnego działania są droższe niż cylindry pneumatyczne jednostronnego działania, ale cylindry dwustronnego działania przewyższają cylindry jednostronnego działania pod każdym innym ważnym względem. Siłowniki dwustronnego działania są szybsze, mocniejsze i zużywają mniej energii, aby wykonać tę samą pracę. W zastosowaniach przemysłowych, jeśli to możliwe, stosuje się cylindry jednostronnego działania, ale gdy ważna jest prędkość lub siła, stosuje się cylindry dwustronnego działania. Zastosowania obejmują otwieranie i zamykanie zaworów i drzwi, zdejmowanie rzeczy z taśmociągów i umieszczanie rzeczy na taśmociągach. Służą również do podnoszenia towarów i przemieszczania towarów, a także do pras i stempli.
Siłowniki pneumatyczne – w tym siłowniki dwustronnego działania – są ważnym elementem robotów od czasu wprowadzenia sztucznych mięśni McKibbena. Ramiona robota poruszają się o wiele bardziej naturalnie, jeśli ramiona są wyposażone w mięśnie przypominające mięśnie ramienia ludzkiego. Sztuczne mięśnie McKibben składają się z gumowych rurek zamkniętych w metalowej siatce. Kiedy gumowe rurki są napompowane, metalowa siatka rozszerza średnicę i zmniejsza się długość – ciągnąc za ramię. Ramiona (zarówno sztuczne, jak i naturalne) mają tak naprawdę dwa zestawy mięśni - jeden z przodu (bicepsy), aby zmniejszyć kąt stawu, a drugi z tyłu ramienia (triceps), który zwiększa kąt stawu. Ponieważ te mięśnie muszą ze sobą współpracować, naciski muszą być bardzo szybko koordynowane, więc cylindry dwustronnego działania są niezbędne do dostarczania powietrza do McKibbenów.
Cylindry dwustronnego działania są stosowane w zawieszeniach podwozi samochodowych, motocyklowych, ATV i samolotowych, ponieważ uderzenia pojawiają się tak szybko, że cylinder jednostronnego działania byłby niepraktyczny. Cylindry dwustronnego działania są stosowane w wiertnictwie, łuparkach do drewna i sprzęcie do robót ziemnych, ponieważ wymagane siły sprawiają, że cylindry jednostronnego działania są niepraktyczne. Cylindry dwustronnego działania można znaleźć w tylnych motykach, windach, zgniatarkach śmieci, śmieciarkach, wózkach widłowych, podnośnikach i tych maszynach na złomowiskach, które kompresują stare samochody. Są również wykorzystywane w zastosowaniach medycznych, które zasilają wentylatory – maszyny, które pomagają ludziom oddychać. Siłowniki dwustronnego działania znajdują coraz większe zastosowanie w programie kosmicznym — otwierają i zamykają zatokę wahadłową drzwi — ponieważ wysoki poziom promieniowania w przestrzeni powoduje, że ważne jest zastąpienie silników elektrycznych pneumatykami i hydraulika. Promieniowanie zakłóca elektronikę, ale nie hydraulikę czy pneumatykę.