Clasica pompă de ulei este cunoscută în mod colocvial ca o pompă cu tijă de ventuză, numită după mecanica asemănătoare pistonului pe care o folosește pentru a pompa uleiul din puțurile subterane până la suprafață. Folosește o serie de angrenaje și manivele pentru a pompa o tijă lustruită în sus și în jos într-un puț de ulei într-o mișcare asemănătoare unui piston, deși mult mai lent. Acest design este utilizat pentru a economisi energie, aducând în același timp un flux continuu și fiabil de ulei din puțurile adânci la suprafață.
Există mai multe părți diferite ale pompei de grund. Baza atașată la sol se numește arborele de putere și oferă sprijin pentru restul pistonului. Atașate la arborele de alimentare sunt două manivele, fiecare echipată cu contragreutăți care servesc la economisirea energiei pe măsură ce tija de ventuză este scoasă înapoi din fântână. Aceste manivele și contragreutățile lor pot fi construite împreună ca un singur sistem. Se conectează la și se deplasează cu grinda de mers, adesea cea mai lungă parte a grămezii, susținută de grinzile Samson și lăsată să pivoteze în sus și în jos, așa cum este trasă de manivele. La vârful bârnei de mers se află capul de cal, de care este atașat tija de ventuză, îndreptată direct în puț.
Tija acționează pompa de ulei în două etape: o etapă are loc în cursa descendentă a tijei, deoarece este permisă să cadă înapoi în fântână, în timp ce cealaltă se numește cursă ascendentă, când manivelele trag tija înapoi mai sus în aer. Există două supape cu piston și cu bilă în interiorul puțului. Pe cursa descendentă, supapa cea mai apropiată de suprafață, cunoscută sub numele de supapă de călătorie, se deschide și permite uleiul de la puț pentru a inunda în camera de susținere a pistonului, tras de presiunea uleiului captat și sigilat de celălalt pompa. La cursa ascendentă, supapa de călătorie este închisă, dar sistemul inferior, cunoscut sub numele de supapă permanentă, este deschis. Această supapă extrage ulei nou de mediul brusc de joasă presiune creat de tija ascendentă. În același timp, uleiul prins în piston este forțat la suprafață, de unde iese și este colectat. Forța la care uleiul poate fi expulzat din piston este ceea ce determină efectul clasic de „fântână” al uleiului care țâșnește.
Există mai multe variante ale acestui sistem. Tija nu poate fi controlată direct de grinda de mers, de exemplu, și un al doilea sistem de manivele poate fi pus în funcțiune pentru a deplasa mai precis sistemul piston. Diferite progrese în tehnologia de forare și pompare a petrolului au condus la diverse ramuri ale procesului.