干式无油螺杆空压机也属于双螺杆空压机，其原理与喷油螺杆空压机一致，但是在结构形式上有所不同。下图为干式无油螺杆空压机主机结构图，相对更复杂。
主机机体
干式无油螺杆空压机因为没有润滑油参与，因此机体需要有冷却夹套，通过液冷却。。机壳内部冷却夹套可容纳油和水作为冷却媒介，但当采用水为冷却媒介时，往往因为冷却水水质不好，长时间使用会导致夹层中冷却水积垢，后期清洗非常困难。一旦冷却效果变差就会导致空压机高温而停机。因此一般采用干净的油作为冷却媒介，并通过空压机的冷却风扇进行散热从而有效的避免了水垢对换热效率的影响，从而大大提高空压机的可靠性。
转子
干式无油螺杆空压机在运行过程中阴阳转子并不存在接触，其压缩效率与啮合间隙大小相关。因此对于干式无油的转子工艺要求更高，同时其转速也比喷油螺杆空压机高，因此对于主机型线和喷油螺杆主机不一样。其转速以及温度都较高轴系的支承跨度大，所以对转子的强度要求也更高。为此，它至少应采用优质中碳钢锻造而成，转子经粗加工后，还必须对转子的材质进行各项必要的检测与试验。
因为空气中也有水分为了防止对转子的腐蚀，导致阴阳转子咬合，因此需要增强转子抗磨损能力。因此在转子表面需要做防腐涂层。涂层需要均匀、结合牢靠、耐腐蚀、耐高温等特性。目前常见的涂层有特氟龙（聚四乙烯）以及二硫化铝等。但是需要考虑到如果涂层出现脱落对转子带来影响，第二级转子吸入的是第一级压缩冷却后的湿空气，带入的水汽要比第级转子从大气中吸入的多，而第二级阴阳转子合的间隙更小，压缩腔温度更高，因此发生咬合的机率就更大。所以为了进一步提高运行可靠性，可以将第二级螺杆转子的材料改为不锈钢锻造，但是相比碳钢工艺要求更高。
很多干式无油螺杆空压机转子没有齿顶密封齿，这是因为干式螺杆空压机排气温度更高，为了弥补转子出现变形和热膨胀因此没有在齿顶设置密封齿。当机器运行一段时间后会达到最佳”磨合”尺寸，这样就能保证空压机在运行过程中具有非常小的均匀间隙。
有齿顶密封齿的，就会具备这样一个特性:当压缩机被逐步加载到额定的运行工况和达到相应的排气温度后。运行一段时间磨合后达到最高效率。干式无油螺杆压缩机的转子的工作转速较高，因此必须对每根转子装上所有的旋转零件，一起进行严格的、符合产品技术规范的动平衡试验。其动平衡要求为达到 VDI-G2.5 级以上。
