单螺杆空压机的雏形来自于蜗杆传动装置。1960年，法国人辛麦恩在此基础上提出了单螺杆的具体结构。1962年试制出第一台样机，该机转速为5000r/min、功率7.46kW，经受了1000小时以上的寿命考验。
单螺杆空压机，顾名思义，相对于双螺杆空压机，单螺杆空压机只有一根螺杆，其螺杆同时与两个或两个以上的星轮合。螺杆型面、星轮端面、螺杆两端盖板共同围成若干封闭容积，实现气体的压缩。
螺杆和星轮根据其外形可分为圆柱形C和平面形P，这两种类型如下图4种形式的单螺杆空压机:CP形、PC 形、PP 形、CC 形。
CP形单螺杆空压机的结构:由一个圆柱螺杆和两个对称分布的平面齿轮组成啮合副，装在机壳内。螺杆螺槽、机壳内壁和星轮齿构成封闭容积。机壳上除了进、排气孔口外，与双螺杆机类似，还开有喷液口，将油、水或制冷液喷入工作腔内，起到密封、冷却、润滑的作用。
此外，单螺杆空压机主机还有机壳、星轮支架及轴承等部件。在制冷空压机中，通常还有滑阀用于调节空压机的排气量。
两个星轮片将螺杆齿槽分为上、下两个区域，上、下两个区域的压缩腔分别同步、对称的实现空压机进气、压缩和排气。
按照机械原理，单螺杆空压机中，螺杆、星轮啮合副相当于一对蜗轮、蜗杆。螺杆相当于一根齿槽更深的多头蜗杆，星轮则相当于厚度更薄、齿更长的蜗轮。
