De eerste werkingsmodus: De cirkelvormige beweging van de motor, via een mechanisch apparaat, zorgt ervoor dat het membraan in de pomp heen en weer beweegt, waardoor de lucht in de pompkamer wordt samengedrukt en uitgerekt om negatieve druk te creëren. Bij de aanzuigpoort ontstaat een drukverschil ten opzichte van de externe atmosferische druk. Onder invloed van dit drukverschil wordt gas in de pompkamer gezogen en vervolgens via de uitlaatpoort afgevoerd.
De tweede bedrijfsmodus: de miniatuurmembraanpomp gebruikt de rotatie van een schroef om vloeistof aan te zuigen en af te voeren. De centrale schroef van de miniatuurmembraanpomp is de aandrijfschroef, aangedreven door een krachtbron, terwijl de twee buitenste schroeven aangedreven schroeven zijn, die in de tegenovergestelde richting van de aandrijfschroef draaien. Zowel de aandrijf- als de aangedreven schroeven hebben dubbele- schroefdraad. Door het in elkaar grijpen van de schroeven en de nauwe passing tussen de schroeven en de binnenwand van de doorvoer, ontstaan er één of meerdere afgedichte ruimtes tussen de zuigpoort en de perspoort van de miniatuurmembraanpomp. Terwijl de schroef draait en in elkaar grijpen, worden deze afgedichte ruimtes continu gevormd aan de zuigzijde van de pomp, waardoor de vloeistof in de zuigkamer binnenin wordt afgedicht. De vloeistof wordt vervolgens continu vanuit de zuigkamer langs de schroefas naar het afvoeruiteinde geduwd, waarbij de vloeistof die zich in elke ruimte bevindt continu wordt afgevoerd. Dit is vergelijkbaar met een moer die voortdurend naar voren wordt geduwd terwijl de schroef draait. Dit is het basisprincipe van een miniatuurmembraanpomp.