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氣緩沖裝置是由緩沖套、緩沖密封圈和緩沖閥等組成，如下圖所示。
活塞向右運動時，右緩沖套接觸右緩沖密封圈，活塞右側便形成一個封閉氣室，稱為緩沖腔。此緩沖腔內的氣體只能通過緩沖閥排出。當緩沖閥開度很小時，緩沖腔向外排氣很少，活塞繼續右行，則緩沖腔內氣體處于絕熱壓縮，使腔內壓力較快上升。此壓力對活塞產生反作用力，從而使活塞減速，直至停止，避免或減輕了活塞對缸蓋的撞擊，達到了緩沖的目的。調節緩沖閥的開度，可改變緩沖能力，故帶緩沖閥的氣缸，稱為可調緩沖氣缸。緩沖閥順時針回轉，緩沖能力增強，逆時針回轉，緩沖能力減弱。緩沖閥節流過大，活塞接近行程終端前，可能會出現彈跳現象，需注意。
當活塞反向向左運動時，緩沖密封圈的作用如同單向閥一樣，氣壓力壓開緩沖密封圈的唇部，允許壓縮空氣流向活塞，推動活塞返回。因緩沖密封圈有節流作用，為使活塞能迅速返回，緩沖行程不宜長。
對小缸徑長行程氣缸，沒有緩沖閥，在端蓋上開有很小的橫節流孔。當活塞運動到行程末端，由于排氣不暢而形成較大背壓，也可起到氣緩沖作用，這種結構稱為不可調氣緩沖氣缸。加大恒節流孔，可使氣缸的運動速度增大。
運動件質量大、運動速度很高的氣缸，僅靠氣緩沖不能完全吸收過大的沖擊能時，必須在外部設置緩沖裝置（如液壓緩沖器）或采用緩沖回路來解決。
