Pneumatické valce premieňajú tlak vzduchu na lineárny pohyb. Sú ako automobilové piesty, až na to, že piest (a ojnica) je namiesto výbuchu benzínu tlačený prílivom stlačeného plynu. Piest sa musí po každom zdvihu vrátiť do východiskovej polohy. Ak sa na vrátenie piestu použije pružina, je to jednočinný valec. Ak sa na návrat piestu použije tlak vzduchu, jedná sa o dvojčinný valec.
Dvojčinné pneumatické valce sú nákladnejšie ako jednočinné pneumatické valce, ale dvojčinné valce sú v porovnaní s inými dôležitými opatreniami nadradené jednočinným valcom. Dvojčinné valce sú rýchlejšie, pevnejšie a na rovnakú prácu spotrebujú menej energie. V priemyselných aplikáciách sa podľa možnosti používajú jednočinné valce, ale keď sú dôležité rýchlosť alebo sila, používajú sa dvojčinné valce. Medzi aplikácie patrí otváranie a zatváranie ventilov a dverí, snímanie vecí z dopravných pásov a kladenie vecí na dopravné pásy. Používajú sa tiež na zdvíhanie a premiestňovanie tovaru, ako aj na lisy a razníky.
Pneumatické valce - vrátane dvojčinných valcov - sú dôležitou súčasťou robotov od zavedenia umelých svalov McKibben. Robotické ruky sa pohybujú oveľa prirodzenejším spôsobom, ak sú paže vybavené svalmi podobnými ľudským. Umelé svaly McKibben pozostávajú z gumových rúrok uzavretých v kovovej sieťke. Keď sú gumové rúrky nafúknuté, kovová sieťka sa rozšíri v priemere a zmenší sa na dĺžku - zatiahnutím za rameno. Paže (umelé aj prirodzené) majú skutočne dve sady svalov - jeden vpredu (biceps), ktorý zmenšuje uhol kĺbu, a druhý na zadnej strane paže (triceps), ktorý zväčšuje uhol kĺbu. Pretože tieto svaly musia spolupracovať, tlaky musia byť koordinované veľmi rýchlo, takže dvojčinné valce sú nevyhnutné pre prívod vzduchu do McKibbens.
Dvojčinné valce sa používajú v automobiloch, motocykloch, štvorkolkách a podvozkoch podvozkov lietadiel, pretože hrbole prichádzajú tak rýchlo, že by jednočinný valec bol nepraktický. Dvojčinné valce sa používajú pri vŕtaní, štiepačoch guľatiny a zariadeniach na zemné práce, pretože potrebné sily spôsobujú, že jednočinné valce sú nepraktické. Dvojčinné valce sa nachádzajú v zadných motyčkách, vo výťahoch, v zhutňovačoch odpadu, v smetiarskych vozidlách, vo vysokozdvižných vozíkoch, vo zdvihákoch a v strojoch v zberných dvoroch, ktoré stláčajú staré autá. Používajú sa tiež v lekárskych aplikáciách, ktoré poháňajú ventilátory - stroje, ktoré pomáhajú ľuďom dýchať. Dvojčinné valce nachádzajú čoraz väčšie uplatnenie vo vesmírnom programe - otvárajú a zatvárajú kyvadlovú dopravu dvere - pretože kvôli vysokej úrovni radiácie vo vesmíre je dôležité vymeniť elektrické motory za pneumatické a hydraulika. Žiarenie interferuje s elektronikou, ale nie s hydraulikou alebo pneumatikou.