Ilmakiväärin toimintaperiaate ei loppujen lopuksi eroa kovinkaan paljoa ruutiaseesta. Kummassakin tapauksessa ammuksena on yleensä luoti tai (ilma-aseen tapauksessa harvemmin) haulit joiden taakse piippuun luodaan korkea paine, joka kiihdyttää ammuksen vauhtiin. Ruutiaseessa paineen luo laajenevat palokaasut ja ilma-aseen tapauksessa käytetään ilmaa tai hiilidioksidia.

Ilmanpaineen tuottaminen laukausta varten voi tapahtua monella eri tavalla, tässä niistä yleisimmät:

Jousitoiminen Ilmakivääri

Jousitoiminen ilmakivääri on yleisin ilma-ase. Vireeseen puristettu jousi tuottaa jousen edessä sijaitsevan männän avulla sylinterissä painetta asetta laukaistaessa. Jousitoimiset aseet ovat yleensä suhteellisen varmatoimisia, edullisia ja pitkäikäisiä. Suurimpana haittapuolena mekanismissa on laukaisuhetkellä liikkuvien massojen suuri määrä. Ase siis tärähtää aina laukaisuhetkellä männän lyödessä pohjaan ja luodin vielä ollessa piipussa. Ampuja ei tälle tärähdykselle mahda juuri mitään, joten jousitoiminen ase soveltuu huonosti kasa-ammuntaan, tai muuhun erityistä tarkkuutta vaativaan lajiin. Kärjistettynä voidaan sanoa, että mitä tehokkaampi jousitoiminen ilmakivääri on, sitä vaikeampi sillä on rekyylin vuoksi tarkasti ampua, hyväksi kompromissiksi tehon ja tarkkuuden suhteen onkin 4,5mm aseissa todettu noin 300m/s lähtönopeus ja 5,5mm kaliiperissa noin 220m/s.

Jousi kuoleentuu ajan ja käytön myötä, joten ase menettää hitaasti tehojaan. Tunnetuimpien valmistajien aseisiin tosin saa jousia varaosina, eivätkä ne ole kalliita, joten kovin suuresta miinuksesta ei ole kyse. Kovin tehokkaaseen jousitoimiseen aseeseen ei välttämättä kannata asentaa kiikaritähtäintä lainkaan, sillä rekyyli on hyvin terävä, eivätkä varsinkaan suurikokoiset kiikarit aina ole kovin pitkäikäisiä. Jos kiikarin kuitenkin aseeseen tahtoo asentaa, on kiinteällä 4x zoomilla varustettu hyvälaatuinen ilmakivääritähtäin oikea vaihtoehto. Jousitoimiset aseet ovat yleensä taittopiippuisia, jolloin jousi viritetään piipusta vääntämällä, mutta aseessa voi olla myös erillinen viritinvipu.

Kaasumäntä ilmakivääri

Kaasumäntä ilmakivääri on toimintaperiaatteeltaan hyvin lähellä jousitoimisia aseita. Mekanismissa jousi on korvattu yleensä typellä tai typpiseoksella täytetyllä sylinterillä. Latausvaiheessa kaasu puristetaan kasaan ja laukaistessa kaasu pääsee taas sylinterissä laajenevaan, jolloin mäntä työntää ilmaa piippuun. Kaasusylinteri on suljettu rakenne, eivätkä aseet siis käytä ”ajoaineena” typpeä, eikä niihin täydy kapseleita tai kaasua lisäillä. Itse lataaminen tai ampuminen ei siis juuri eroa jousitoimisesta aseesta.

Suurimpana etuna on selvästi pienempi täräys tai rekyyli ammutaessa. Kaasu painaa vain murto-osan jousen painosta, mutta männästä johtuen aseessa on silti liikkuvaa massaa, joten täysin rekyylistä ei eroon päästä. Kaasumäntä ei menetä tehojaan ajan ja käytön myötä, mutta siinä epäonnisessa tapauksessa, että kaasut karkaisivat, ase menettää kaiken tehonsa kerralla. Aseen korjaaminen on mahdollista, mutta ei yhtä helppoa tai edullista, kuin yksinkertaisemman jousitoimisen aseen kohdalla. Kiikaritähtäimet kestävät tehokkaissakin kaasumäntäaseissa yleensä hyvin. Eri valmistajat käyttävät kaasumäntäjärjestelmistään toinen toistaan hienompia markkinointinimiä, mutta itse järjestelmät eivät juuri eroa toisistaan. Esimerkkejä nimistä jotka kertovat toimintatavasta ovat esimerkiksi IGT, Nitro-Piston, NP, Gas Ram jne.

Paineilma eli PCP ilmakivääri

Paineilma eli PCP ilmakivääri -aseessa on paineastia tai sylinteri, johon luodaan yleensä 200 tai 250 baria painetta. Sylinteri täytetään yleensä käsipumpulla tai varsinkin 250 bar aseiden kohdalla sukelluspullosta, mutta myös riittävän tehokasta kompressoria voidaan käyttää. Kotikäyttöön tarkoitetuilla kompressoreilla päästään yleensä noin 10 bar paineeseen, joten sellaisella ei paineilmakivääriä pysty täyttämään.

Paineilma-aseissa on yleensä lipas ja kun paineilmaa on aseeseen ladattu kymmenien laukausten tarpeeseen etukäteen, ei latausliike juuri eroa esimerkiksi pulttilukkoisen pienoiskiväärin lataamisesta. Latausliikkeellä viritetään laukaisukoneisto ja työnnetään uusi luoti piippuun, joten se ei vaadi juurikaan voimaa tai suuria liikeratoja. Jotkin PCP aseet ovat puoliautomaattisia, jolloin latausliikettä ei tarvita laukausten välillä lainkaan.

Paineilma on eri toimintatavoista todennäköisesti harrastajalle se paras. Aseet ovat käytännössä rekyylittömiä, joten tehon ja tarkkuuden suhteen ei tarvitse tehdä kompromisseja. Lähtönopeudet ovat yleensä todella kovat ja tehokkaimmilla lupavapaillakin malleilla päästään hyvin lähelle pienoiskiväärin tehoja. Kiikaritähtäimet kestävät aseissa mainiosti ja tarkka kantama on selvästi muita vaihtoehtoja parempi. 100 metriä on tehokkaalle paineilmakiväärille tuulettomassa kelissä vielä ihan realistinen etäisyys ampua tarkkuutta.

Paineilma-aseet ovat rakenteeltaan muita vaihtoehtoja monimutkaisempia, joten aseen huoltosykliä on syytä pitää kohtuullisen tiuhana. Käsipumpulla sylinterin täyttäminen on suhteellisen työläs operaatio, mutta kun mallista riippuen aseella voi tämän jälkeen ampua noin 50 laukausta, ei pumppaamassa tarvitse jatkuvasti olla. Paineilma-aseet ovat myös suhteellisen äänekkäitä, mutta vaimentajalla laukaisuäänestä saadaan leikattua valtaosa, jolloin pauke on verrattavissa perinteiseen jousitoimiseen aseeseen.

Puristeilma

Puristeilmatoimiset aseet ovat toimintaperiaatteeltaan käytännössä paineilmatoimisia. Puristeilma-aseessa ilma ladataan säiliöön aseessa olevalla erillisellä latausvivulla tai pistoolin tapauksessa esimerkiksi ”luistia” kääntämällä. Osa aseista vaatii yhden latausliikkeen ja tehokkaampia voi joutua hetken pumppaamaan. Puristeilma on tässä mainituista ehkä se nykyään harvinaisin toimintatapa ja valtaosa puristeilma-aseista on pistoolimallisia. Aseet eivät yleensä ole kovin tehokkaita, mutta rekyyliä ei ole ja aseet ovat yleensä erittäin tarkkoja ja aseita on edelleen paljon käytössä kilpa-ammunnassa. Puristeilmajärjestelmä on mahdollista rakentaa hyvin kompaktisti, joka varmasti osaltaan on lisännyt suosiota pistooleissa.

Hiilidioksidi eli CO2 ilmapistoolit

Varsinkin monet ilmapistoolit ovat hiilidioksiditoimisia, tällaisia aseita ovat co2 ilmapistoolit. Käytännössä aseet käyttävät 12g tai 88g Co2 kapselia, eivätkä aseet rakenteensa tai toimintaperiaatteensa suhteen juuri eroa kapseleilla toimivista muovikuula-aseista. Hiilidioksiditoimiset aseet ovat yleensä erittäin hauskoja, sillä valtaosa aseista on puoliautomaattisia tai revolverityyppisiä. Osa Co2 aseista ampuu tavallista ilmakiväärinluotia ja osa 4,5mm teräskuulaa. Luotia ampuvat versiot ovat pääsääntöisesti tehokkaampia ja tarkempia, mutta kuulaa ampuvissa on yleensä selvästi suuremmat lippaat.

Hiilidioksiditoimiset aseet ovat harvoin erityisen tarkkoja ja toimintatapa onkin omimmillaan ”hupiammunnassa” esimerkiksi mökillä. Aiemmin hiilidioksiditoimisia aseita on ollut paljon myös tarkkuusammuntakäytössä, mutta paineilma on toimintatapana hiljalleen vallannut enemmän jalansijaa. Nämä tarkkuusammuntaan tarkoitetut mallit eroavat ”markettimalleista” varsinkin kaasun annostelun suhteen.