與單級壓縮相比，兩級壓縮的空壓縮機由于通過噴油冷卻一級壓縮后的高溫空氣，空氣進行等壓壓縮，從而降低二級吸氣溫度，整個壓縮過程趨近等溫壓縮，降低壓縮功耗；

兩級壓縮每級壓比降低，所以轉子間密封泄漏大大降低，提高機頭容積效率；

同功率空壓機，兩級壓縮相比單級壓縮，理論上排氣量可增加高達8~15%，相應節約8~15%的能耗。連續長時間滿負荷運轉時，效費比較佳；

除了高效節能，兩級壓縮還具有穩定可靠的特性，通過兩級壓縮達到使用壓力，每級壓比小，意味著每級轉子進排氣壓差小，主要零部件受力小，熱負荷低。同時也可以降低軸承的負荷，延長主機的使用壽命，確保整機高效、可靠運行。