軸向柱塞泵是具有若干的正排量泵的活塞在一內圓形陣列缸體。它可用作獨立泵、液壓馬達或汽車空調壓縮機。

設計人員在設計軸向柱塞泵時需要克服許多問題。一個是設法能夠制造出具有高效運行所需的精細公差的泵。旋轉活塞-氣缸組件和固定泵體之間的配合面必須幾乎完美密封，而旋轉部件的轉速大約為3000rpm。活塞的直徑通常小于半英寸（13毫米），但具有相似的沖程長度。保持活塞壁與活塞密封緊密意味著涉及非常小的間隙，并且材料必須緊密匹配以獲得相似的膨脹系數。

活塞必須通過某種方式在其氣缸中向外拉。在小型泵上，這可以通過氣缸內的彈簧推動活塞向上移動氣缸來實現。還可以設置入口流體壓力，以便流體將活塞向上推至氣缸。通常，一個葉片泵位于同一驅動軸，以提供該壓力，它也允許泵組件來繪制對一些吸液頭從所述貯存器，這是不肉眼軸向活塞泵的一個屬性。

將活塞向上拉動氣缸的另一種方法是將氣缸蓋連接到斜盤表面。這樣，活塞沖程完全是機械式的。然而，設計者潤滑斜盤面（滑動接觸）的問題變得更加困難。

泵的內部潤滑是通過使用工作流體（通常稱為液壓流體）來實現的。大多數液壓系統的最高工作溫度（受流體限制）約為120°C(250°F)，因此使用該流體作為潤滑劑會帶來其自身的問題。在這種類型的泵中，氣缸外殼和體塊之間的表面泄漏用于冷卻和潤滑旋轉部件的外部。泄漏然后被帶到儲液器或泵的入口側。使用過的液壓油總是經過冷卻并通過微米級過濾器，然后再通過泵循環。

盡管存在上述問題，這種類型的泵可以集成大部分必要的回路控制（斜盤角度控制）來調節流量和壓力，非常可靠，并使液壓系統的其余部分非常簡單和便宜。

當今用于車廂冷卻的汽車空調壓縮機主要基于軸向柱塞泵設計（其他一些則基于渦旋壓縮機或旋片泵），以減少車輛發動機艙的重量和空間要求并減少振動。它們有固定排量和動態調節可變排量兩種型號，并且根據壓縮機的設計，實際的旋轉斜盤要么通過一組半球形金屬靴直接驅動與其邊緣配合的一組活塞，要么在其上安裝章動盤一組活塞通過桿安裝。

它們也用于一些高壓清洗機。例如，K?rcher有幾種型號由三個活塞的軸向柱塞泵提供動力。

軸向往復馬達也用于為許多機器提供動力。它們的工作原理與上述相同，不同之處在于循環流體是在相當大的壓力下提供的，并且使活塞外殼旋轉并向另一臺機器提供軸動力。軸向往復式電機的常見用途是為小型土方工程提供動力，例如滑移裝載機。