Los cilindros neumáticos convierten el aire comprimido en un movimiento lineal preciso, muy parecido al pistón de un automóvil impulsado por gasolina. En un cilindro de doble acción, la presión del aire empuja el pistón hacia adelante y luego lo retrae, eliminando la necesidad de un resorte de retorno.
Aunque los cilindros de doble acción conllevan un costo inicial más alto que las unidades de simple efecto, ofrecen un rendimiento superior:ciclos más rápidos, mayor producción de fuerza y menor consumo de energía para tareas idénticas. Las industrias los utilizan para accionamiento de válvulas, automatización de puertas, carga y descarga de cintas transportadoras, operaciones de elevación y prensas de alta resistencia.
Los sistemas robóticos, en particular los que emplean músculos artificiales McKibben, dependen de los cambios de presión rápidos y coordinados que proporcionan los cilindros de doble acción. Estos cilindros permiten la acción de dos músculos, análoga a la del bíceps y el tríceps, necesaria para un movimiento suave y similar al humano del brazo.
Más allá de la fabricación, los cilindros de doble acción son parte integral de los sistemas de suspensión automotrices y aeroespaciales, plataformas de perforación, cortadoras de troncos, equipos de movimiento de tierras, retroexcavadoras, elevadores, compactadores de basura, camiones de basura, montacargas y gatos para levantar objetos pesados. También alimentan ventiladores médicos y han demostrado ser indispensables en misiones espaciales, como abrir las puertas de la bahía del transbordador, donde la radiación degrada los componentes electrónicos pero no los sistemas neumáticos o hidráulicos.