因為油氣桶內壓的存在，將螺桿空壓機潤滑油送入冷卻器進行冷卻。冷卻后的潤滑油進入油過濾器將雜質過濾后，一部分潤滑油通過主機下方噴入主機內冷卻壓縮空氣。另外一部分潤滑油進入主機兩端用來潤滑軸承和傳動齒輪等，蕞后全部聚集于主機內隨著壓縮空氣一起排出。
潤滑油以油氣混合物的形式進入油氣桶，大部分潤滑油在自身重力作用下流到油氣桶底部。其余的霧狀油氣會通過油分芯過濾流入油分芯底部并通過回油管進入主機。壓縮空氣經蕞小壓力閥進入后部冷卻器冷卻，即可送至使用系統。
油過濾器
油過濾器內部是折疊的濾紙，主要作用是去除潤滑油中的雜質和金屬顆粒等，其過濾精度一般在5~10μm對軸承和轉子具有完善保護作用。當油過濾器壓差指示燈亮則表示其堵塞需要進行更換。國產新機器首次更換時間在500小時。后期更換周期按照壓差指示燈提示進行更換。如果長時間不更換油過濾器造成堵塞就會導致潤滑油供應不足從而引起空壓機高溫停機。
油氣分離器
油分芯主要由多層細密玻璃纖維制成，從主機排出的油氣混合物中的油霧通過油分芯后幾乎可以完全過濾掉。油分芯的使用時間一般在2000 ~ 4000小時。潤滑油的使用壽命主要與空壓機的使用環境、品質等有關。在選擇潤滑油的過程中應該選擇螺桿空壓機專用潤滑油。油分芯頂部一般安裝有安全閥和蕞小壓力閥，過濾后的壓縮空氣由此排出進入冷卻器。霧狀油氣會通過油分芯過濾流入油分芯底部并通過回油管進入主機。
溫控閥
其安裝位置在冷卻器前方，主要作用是將排氣溫度控制在壓力露點溫度上。空壓機開機后潤滑油溫度一般比較低溫控閥會將回流的回路打開，潤滑油則不通過油冷卻器直接進入主機。當油溫達到70℃會慢慢開啟直到85℃全部打開，潤滑油則通過油冷卻器冷卻后在進入主機。
油冷卻器(風冷型)
冷卻器額冷卻效果主要與空壓機運行環境有關，如果冷卻器之翅片易受灰塵覆蓋而影響冷卻效果，排氣溫度會過高而致跳機。因此需要定期清洗冷卻器或者用低壓空氣對其表面進行吹掃。如果內部出現堵塞則需要使用清洗劑進行浸泡在清洗。
