Működési elvük és belső felépítésük alapján a hidrogénkompresszorok két kategóriába sorolhatók: mechanikus kompresszorok és nem{0}}mechanikus kompresszorok. A mechanikus kompresszorok közé tartoznak a folyadék-meghajtású kompresszorok, a membránkompresszorok, a lineáris kompresszorok és az ionos folyadékkompresszorok; a nem -mechanikus kompresszorok közé tartoznak a kriogén folyadékszivattyúk, a fémhidrid kompresszorok, az elektrokémiai hidrogénkompresszorok és az adszorpciós kompresszorok. Jelenleg Kínában a legtöbb hidrogéntöltő állomás folyadékmeghajtású{5}}kompresszorokat és membránkompresszorokat használ.
A hidrogénkompresszorok viszonylag összetett felépítésűek. Fő alkatrészeik közé tartoznak a hengerek, hengerbetétek, hengerfejek, főtengelyek, hajtórudak, keresztfejek, dugattyúk, szelepek és segédberendezések, például gázszűrők, lengéscsillapítók és kenővezetékek. A többi dugattyús kompresszorhoz hasonlóan a hidrogénkompresszor munkafolyamata három szakaszból áll: szívó, sűrítés és kipufogó. Az elektromos motor által meghajtott főtengely a keresztfejet, a dugattyút, a hajtórudat és a dugattyút mozgatja a hengeren belül. A gázt a dugattyú összenyomja, és végül a szelepen keresztül távozik.
