Els compressors de gas natural utilitzen majoritàriament la tecnologia de compressió del pistó, el seu principi de funcionament és similar al moviment del cilindre d'un motor d'automòbil: un motor elèctric fa girar el cigonyal, fent que el pistó s'alterna dins del cilindre. Quan el pistó es mou cap avall, es crea una pressió negativa a l'interior del cilindre, traient gas natural a través de la vàlvula d'admissió; quan el pistó es mou cap amunt, el gas es comprimeix i es descarrega a través de la vàlvula d'escapament, arribant a la pressió objectiu després de múltiples etapes de compressió.
Aquest tipus de compressor normalment inclou un disseny de compressió de tres-etapes. La temperatura del gas augmenta després de cada etapa de compressió, el que requereix un sistema de refrigeració per dissipar la calor i evitar que el sobreescalfament afecti la vida útil de l'equip. Els components bàsics inclouen el pistó, el cilindre, el cigonyal, el conjunt de la vàlvula i el ventilador de refrigeració; els materials utilitzats han de tenir resistència a la corrosió del gas natural per garantir un funcionament estable-a llarg termini.