二氧化碳压缩机的核心功能是将低压二氧化碳气体压缩至高压状态，为后续的储存、运输或工艺应用提供动力。其工作原理基于热力学中的气体压缩定律，通过机械做功改变气体的压力和体积。
目前市场上主流的二氧化碳压缩机主要采用两种技术路线：往复式和离心式。往复式压缩机通过活塞在气缸内的往复运动实现气体压缩，这种技术成熟可靠，适用于中低压工况。其工作过程分为四个阶段：吸气、压缩、排气和膨胀。当活塞向下运动时，气缸内形成负压，吸入二氧化碳气体;活塞向上运动时，气体被压缩至预定压力，随后通过排气阀排出。往复式压缩机的优点是结构简单、维护方便，缺点是振动和噪声较大，适用于中小流量的工况。
离心式压缩机则通过高速旋转的叶轮对气体做功，利用离心力将气体加速并提高压力。这种技术具有体积小、重量轻、运行平稳等优点，适用于大流量、高压比的工况。离心式压缩机的核心部件是多级叶轮和扩压器，气体经过每一级叶轮的压缩后，压力逐级提升，最终达到工艺要求的压力水平。离心式压缩机的优点是效率高、振动小、噪声低，缺点是结构复杂、维护难度大，适用于大流量的工况。
无论采用哪种技术路线，二氧化碳压缩机都需要配备完善的冷却系统。由于气体压缩过程中会产生大量热量，必须通过水冷或风冷方式及时带走，以保证设备的稳定运行和气体的压缩效率。冷却系统的设计直接影响到压缩机的性能和寿命。高效的冷却系统能够有效地降低气体温度，提高压缩效率，同时减少设备的磨损和故障。
此外，二氧化碳压缩机还需要配备安全保护系统，包括压力传感器、温度传感器、安全阀等，以确保设备在异常情况下能够及时停机，避免发生安全事故。安全保护系统的设计需要符合相关的标准和规范，能够有效地保护设备和操作人员的安全。
