Son capaces de producir trabajo útil en los dos sentidos, ya que se dispone de una fuerza activa tanto en el avance como en el retroceso. Se construyen siempre en forma de cilindros de émbolo y poseen dos tomas para aire comprimido, cada una de ellas situada en una de las tapas de cilindro.

Se emplea en los casos en los que el émbolo tiene que realizar también una función en su retorno a la posición inicial. La carrera de estos cilindros suele ser más larga que en los cilindros de simple efecto.

Funcionamiento:
Cuando el aire comprimido entra por la toma situada en la parte posterior, desplaza el émbolo y hace salir el vástago. Para que el émbolo retorne a su posición inicial, se introduce aire por la toma situada en la tapa delantera. De esta manera, la presión actúa en la cara del émbolo en la que está sujeta el vástago, lo que hace que la presión de trabajo sea algo menor debido a que la superficie de aplicación es más pequeña. Hay que tener en cuenta que en este caso el volumen de aire es menor, puesto que el vástago también ocupa volumen.

Representación de un cilindro de doble efecto