Membrānas sūknis ir pozitīva darba tilpuma sūknis, kas šķidrumu sūknēšanai izmanto elastīgu membrānu. Sūknis izmanto virkni pretvārstu, lai nodrošinātu, ka šķidrums caur kameru var pārvietoties tikai vienā virzienā. Pašu diafragmu var paplašināt un saraut, izmantojot saspiestu gaisu vai šķidrumus, vai motorus.
Vispārīgi runājot, diafragmas sūknis pārvieto šķidrumus, izmantojot divu daļu ciklu. Pirmajā daļā diafragma tiek atrauta no ieejas/izejas vārstiem, lai palielinātu kameras tilpumu. Šis tilpuma palielinājums izraisa spiediena samazināšanos kamerā attiecībā pret ievadi un izvadi, radot vakuuma efektu, kas ievelk šķidrumu. Ieejas un izejas savienojumu pretvārsti nodrošina, ka šķidrums var iekļūt kamerā tikai caur ieejas savienojumu.
Pēc pirmās fāzes pabeigšanas membrāna diafragmas sūknī tiek iestumta atpakaļ kamerā. Pēc tam tilpums kamerā samazinās un spiediens palielinās. Šķidrums kamerā tiek izspiests caur izejas savienojumu. Tāpat kā ievades ciklā, pievienotie pretvārsti ļauj šķidrumam iziet no kameras tikai caur pareizo savienojumu.
Vairumā gadījumu pati diafragma ir noslēgta ar sūkņa sāniem, pilnībā atdalot kameru no darbības mehānisma. Tā kā mehānisms faktiski nepārvieto diafragmu, bet gan izstiepj un sarauj to, pašā sūknī ir neliela berze. Šī diafragmas sūkņa funkcija atšķir to no citiem veidiem ar to, ka ļauj sūknim ilgstoši darboties sausam, neradot bojājumus. Tas kopā ar to elastīgo dizainu ļauj izmantot diafragmas sūkņus jebko, sākot no smagiem rūpnieciskiem lietojumiem līdz mākslīgām sirdīm.
Ir divi primārie diafragmas sūkņu izpildmehānismu veidi. Pirmajā izmanto saspiestu gaisu vai šķidrumu, lai paplašinātu vai sarauties diafragmu. Spiediena palielināšanās sūkņa izpildmehānisma pusē iespiež diafragmu kamerā, palielinot spiedienu uz šķidrumu kamerā un izspiežot to caur izeju. Tāpat spiediena samazināšanās izpildmehānisma pusē liek diafragmai izlocīties prom no kameras.
Otrā tipa izpildmehānismi izmanto mehānisku ierīci, kas piestiprināta pie diafragmas, lai to iespiestu un izvilktu kamerā un no tās. Efekts kamerā ir identisks neatkarīgi no izmantotā izpildmehānisma veida. Atšķiras tikai mehānisms, ko izmanto, lai vadītu diafragmas pulsācijas.