Pompa membranowa zwana inaczej wyporową, wykorzystuje dwie elastyczne membrany, które wykonują ruch posuwisto-zwrotny tworząc tymczasową komorę, która zarówno zasysa, jak i wyrzuca płyn przez pompę.
Membrany działają jak ściana oddzielająca powietrze od cieczy. Dwie membrany, które są połączone wałkiem przez środkową część, w której znajduje się zawór powietrza. Zadaniem zaworu powietrznego jest skierowanie sprężonego powietrza na tył membrany numer jeden, powodując jej odsunięcie od części środkowej. Membrana numer jeden powoduje ruch tłoczenia cieczy na zewnątrz pompy. W tym samym czasie membrana numer dwa wykonuje ruch ssący. Powietrze za membraną numer dwa jest wypychane tworząc odpowiednie ciśnienie, które wypycha ciecz na stronę ssącą. Ssący zawór kulowy jest wypychany z gniazda, umożliwiając przepływ cieczy. Gdy membrana numer jeden pod ciśnieniem osiągnie koniec swojego skoku, ruch powietrza jest przełączany z membrany numer jeden na tył membrany numer dwa przez zawór powietrza. Sprężone powietrze wypycha membranę numer dwa od środkowego bloku, w wyniku czego membrana numer jeden jest ciągnięta w kierunku bloku środkowego.
W komorze pompy numer dwa tłoczny zawór kulowy jest wypychany z gniazda, natomiast w komorze pompy numer jeden jest odwrotnie.
Po zakończeniu suwu zawór powietrza ponownie kieruje powietrze do tylnej części membrany numer jeden i ponownie uruchamia cykl. Pompa tego rodzaju jest wszechstronnym urządzeniem, które umożliwia użytkownikom z różnych gałęzi przemysłu wykorzystanie tego typu pompy do obsługi szerokiej gamy płynów. Pompa tego rodzaju może być podłączana do sprężarki, dzięki czemu może być wykorzystywana w wielu miejscach. Jest to także pompa zatapialna, więc może sprawdzić się także w przypadku studni, chociaż najczęściej w studni znajdziemy inny rodzaj pompy. Pompy tego typu nadają się do przemieszczania różnego rodzaju cieczy, od wody, poprzez płyny zanieczyszczone, na kwasach i zasadach kończąc. Dzięki temu pompy membranowe mogą znaleźć zastosowanie w przemyśle chemicznym, mogą służyć także jako urządzenia do przepompowywania olejów.