Cilindrii pneumatici transformă presiunea aerului în mișcare liniară. Sunt ca pistoanele de automobile, cu excepția faptului că pistonul (și biela) este împins de un flux de gaz sub presiune în loc de o explozie de benzină. Pistonul trebuie readus în poziția inițială după fiecare cursă. Dacă se folosește un arc pentru returnarea pistonului, acesta este un cilindru cu acțiune simplă. Dacă presiunea aerului este utilizată pentru a returna pistonul, acesta este un cilindru cu acțiune dublă.
Cilindrii pneumatici cu acțiune dublă sunt mai scumpi decât cilindrii pneumatici cu acțiune simplă, dar cilindrii cu acțiune dublă sunt superiori cilindrilor cu acțiune simplă prin orice altă măsură importantă. Cilindrii cu acțiune dublă sunt mai rapizi, mai puternici și folosesc mai puțină energie pentru a face aceeași treabă. În aplicații industriale, se utilizează cilindri cu acțiune unică, dacă este posibil, dar când viteza sau forța sunt importante, sunt folosiți cilindri cu acțiune dublă. Aplicațiile includ deschiderea și închiderea supapelor și ușilor, scoaterea lucrurilor de pe benzile transportoare și punerea lucrurilor pe benzile transportoare. Ele sunt, de asemenea, utilizate pentru ridicarea mărfurilor și mișcarea mărfurilor în jur, precum și pentru prese și pumnuri.
Cilindrii pneumatici - inclusiv cilindrii cu acțiune dublă - au fost o componentă importantă a roboților de la introducerea mușchilor artificiali McKibben. Brațele robotice se mișcă într-un mod mult mai natural dacă brațele sunt echipate cu mușchi asemănători cu cei ai brațului uman. Mușchii artificiali McKibben constau din tuburi de cauciuc închise într-o plasă metalică. Când tuburile de cauciuc sunt umflate, plasa metalică se extinde în diametru și scade în lungime - trăgând de braț. Brațele (atât artificiale, cât și naturale) au într-adevăr două seturi de mușchi - unul pe partea din față (biceps) pentru a micșora unghiul articulației și altul pe partea din spate a brațului (triceps) care mărește unghiul articulației. Deoarece acești mușchi trebuie să lucreze împreună, presiunile trebuie coordonate foarte repede, astfel încât cilindrii cu acțiune dublă sunt esențiali pentru furnizarea de aer către McKibbens.
Cilindrii cu acțiune dublă sunt folosiți în suspensiile trenului de aterizare pentru automobile, motociclete, ATV și avioane, deoarece umflăturile vin atât de repede încât un singur cilindru cu acțiune ar fi impracticabil. Cilindrii cu acțiune dublă sunt folosiți în foraj, despărțitoare de bușteni și echipamente de mișcare a pământului, deoarece forțele necesare fac ca cilindrii cu acțiune simplă să nu fie practici. Cilindrii cu acțiune dublă se găsesc în sapele din spate, elevatoarele, compactatoarele de gunoi, camioanele de gunoi, furcătoarele, cricurile și acele mașini din curțile de gunoi care comprimă mașinile vechi. Ele sunt, de asemenea, utilizate în aplicații medicale care alimentează ventilatoarele - acele mașini care ajută oamenii să respire. Cilindrii cu acțiune dublă găsesc aplicații în creștere în programul spațial - deschid și închid compartimentul navetei uși - deoarece nivelurile ridicate de radiații din spațiu fac importantă înlocuirea motoarelor electrice cu pneumatice și hidraulică. Radiațiile interferează cu electronica, dar nu cu hidraulica sau pneumatica.