Os atuadores pneumáticos são dispositivos em que válvulas de controle de posição utilizam um movimento linear através da conversão de várias formas de energia, geralmente a pressão do ar, em energia mecânica. Em geral, são bastante acessíveis no mercado, possuem tempos de resposta rápida e são simples e fáceis de controlar, no entanto, eles também são ruidosos, e a sua posição é difícil de controlar.

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Embora existam muitos tipos diferentes, o principal é um atuador linear de válvula pneumática. Uma característica importante de um atuador pneumático é a adição de um controlador. Um controlador pode ser adicionado aos modelos pneumáticos, para a posição da válvula de acordo com as exigências do operador. O controlador envia um sinal de saída para o posicionador que representa a posição desejada da válvula. O controlador é configurado previamente para manter uma posição de válvula e ajustá-la rapidamente a fim de corrigir qualquer desvio de uma variável controlada a partir do ponto de ajuste. Com este e muitos outros recursos opcionais e benéficos, os atuadores lineares pneumáticos podem ser utilizados para uma infinidade de aplicações, incluindo as operações onde haja necessidade de movimentos como empurrar, levantar, girar ou transportar produtos ou equipamentos durante os processos de fabricação. As indústrias que se beneficiam com estes dispositivos pneumáticos são dos mais diversos ramos de atuação, como por exemplo aeroespacial, automotiva, de biotecnologia, farmacêutica e hospitalar, química, siderúrgica, alimentícia, manuseio de materiais e eletrônica.

Um atuador de válvula pneumática típico consiste principalmente de um pistão, uma haste, uma mola e válvulas, também chamadas de portas. Operando através de uma combinação de pressão de ar e força da mola, eles transmitem energia através da haste. Um diafragma de borracha é utilizado para criar duas câmaras de ar separadas em seu corpo; o suprimento de ar é fornecido para a câmara através de uma abertura na parte superior do corpo do atuador. A parte inferior abriga a câmara de mola, que aplica uma força no diafragma para deter os batentes mecânicos na câmara. Um indicador de posição local está ligado à haste a meio caminho através da câmara inferior, a fim de indicar a posição da válvula, que é controlada pela pressão do ar variando na câmara superior. O posicionador é um dispositivo complexo: do lado de fora há uma conexão de entrada para a válvula de controle, uma conexão de ar para alimentação do sistema, uma fonte para conexão de entrada de ar, um suprimento de ar de ventilação de ligação e uma ligação de retorno, e no interior é uma rede de linhas de ar, válvulas, ajustes necessários e transdutores elétricos. Sem ar, a mola mantém a válvula totalmente aberta: com um suprimento de ar aumentando a força da pressão, o ar sobre o diafragma começa a dominar a força da mola e provoca o fechamento da válvula. O posicionamento da válvula depende da quantidade de ar fornecido à câmara superior. Uma vez que a posição desejada é alcançada, o posicionador para de mudar o ar e mantém a pressão sobre a válvula no lugar.