แอคชูเอเตอร์แบบลูกสูบเช่นเดียวกับแอคชูเอเตอร์ทั้งหมดเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานดิบให้เป็นแบบเคลื่อนไหว โดยทั่วไปแอคชูเอเตอร์จะเชื่อมต่อกับลูกสูบซึ่งบรรจุอยู่ในตู้ สิ่งที่ทำให้เกิดแรงกดดันจะเข้าสู่สิ่งที่แนบมาและบังคับให้ลูกสูบเคลื่อนที่ซึ่งจะเคลื่อนตัวแอคชูเอเตอร์และสิ่งที่เชื่อมต่อด้วย ด้วยการออกแบบที่เหมาะสมจึงเป็นไปได้ที่การเคลื่อนไหวนี้จะดำเนินต่อไปตามลำดับขั้นตอนและชิ้นส่วนทำให้เกิดการเคลื่อนไหวจำนวนมากที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในแอคทูเอเตอร์ ในกรณีส่วนใหญ่อุปกรณ์เหล่านี้ใช้พลังงานผ่านระบบนิวเมติกไฮดรอลิกหรือระบบการเผาไหม้
ตามที่ระบุไว้ข้างต้นการออกแบบของแอคทูเอเตอร์ลูกสูบนั้นค่อนข้างง่าย ส่วนใหญ่ประกอบด้วยชิ้นส่วนเพียงไม่กี่ชิ้นเท่านั้น - ลูกสูบ, ที่หุ้มและแขนแอคทูเอเตอร์ - พร้อมวาล์วสองตัวเพื่อให้แหล่งพลังงานเข้าและออก ส่วนที่ซับซ้อนที่สุดของระบบคือวิธีที่ใช้ในการปกป้องลูกสูบจากแหล่งพลังงาน
โดยไม่คำนึงถึงสิ่งที่เคลื่อนย้ายลูกสูบภายในตัวเครื่องจะต้องอยู่ใกล้กับสุญญากาศมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อให้ได้รับผลตอบแทนสูงสุดจากการใช้พลังงาน ระบบเหล่านี้ส่วนใหญ่ใช้กระบอกสูบที่มีหัวลูกสูบประกอบอยู่ด้านเดียว เนื่องจากพลังงานภายในตู้ถูกออกแบบมาเพื่อก่อให้เกิดการระเบิดของความดันแม้แต่การรั่วไหลที่เล็กที่สุดรอบ ๆ วาล์วหรือลูกสูบอาจทำให้เกิดการขาดพลังงาน สิ่งที่แนบมาบางอย่างจะต้องป้องกันภายในของระบบจากอันตรายเช่นความร้อนสูงหรือความเสียหายจากน้ำ
ขนาดของแอคชูเอเตอร์ลูกสูบนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณพลังงานที่ต้องการในการเคลื่อนย้ายและปริมาณของการเคลื่อนไหวที่มันสามารถสร้างได้ แอคชูเอเตอร์ลูกสูบขนาดใหญ่นั้นต้องการพลังมากมาย ลูกสูบขนาดเล็กสร้างการเคลื่อนไหวในปริมาณเล็กน้อยและลูกสูบขนาดใหญ่สร้างความเคลื่อนไหวได้มาก ในขณะที่สิ่งนี้อาจดูเหมือนชัดเจนมันเข้ามาเล่นเมื่อระบบใช้กระบวนการที่สามารถคูณกำลังไฟฟ้าซึ่งเป็นเรื่องธรรมดาในระบบไฮดรอลิก
Actuators ลูกสูบหลายประเภทใช้ระบบไฮดรอลิกด้วยเหตุผลนั้น ลูกสูบขนาดเล็กเชื่อมต่อกับถังขนาดใหญ่ที่บรรจุลูกสูบขนาดใหญ่ ลูกสูบขนาดเล็กจะกระตุ้นและเคลื่อนย้ายน้ำในปริมาณที่ค่อนข้างน้อยและใช้พลังงานเล็กน้อย ผลสะสมของการเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้สร้างแรงกดดันเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลและเปิดใช้งานลูกสูบขนาดใหญ่ ในกรณีนี้แอคทูเอเตอร์หลายตัวทำหน้าที่ในการสร้างแหล่งพลังงานที่ใช้โดยแอคชูเอเตอร์ลูกสูบขนาดใหญ่
