Основные  группы: компрессионная система, мультикомпрессионная система, предварительная накачка (PCP), системы на углекислом газе (CO2), системы с накачкой патрона, пружина (прижинно-поршневая система).

Компрессионная система (single-pump airguns) сжатый воздух сохраняется в специальном резервуаре, встроенном в оружие. Рычаг накачки однократно приводится в действие рукой стрелка. Рычаг передает движение поршню, который сжимает воздух в резервуаре. В момент выстрела открывается выпускной клапан, разделяющий резервуар и ствол оружия. Запаса сжатого воздуха хватает только на один выстрел.
Мультикопрессионная система (multi-pump airguns, многоразовая накачка) по устройству аналогичны системам с одноразовой накачкой. Единственное отличие - для зарядки резервуара требуется несколько циклов движения рычага. В результате появляется возможность варьировать мощность выстрела и даже производить несколько выстрелов с одной зарядки резервуара. Повторяемость характеристик выстрела хуже, чем в системе с одноразовой накачкой из-за неравномерности нагрева и усилия сжатия при каждом последующем качке цикла. Мощность выстрела высокая, начальная скорость пули калибра 4.5 мм до 220-280 м/с.

Системы с предварительной накачкой (pre-charge pnevmatics, PCP) весьма схожа с системами с одно- и многократной накачкой. Главное отличие заключается в том, что система накачки газа не входит в состав  оружия. Резервуар накачивается воздухом (реже азотом) до давления 250-300 атм. от компрессора или баллона. В состав оружия входит система газораспределения (редуктор), понижающая давление газа на выходе из резервуара (обычно до 70 атмосфер). Зарядки одного резервуара хватает на несколько десятков выстрелов. Мощность выстрела исключительно высокая и может регулироваться, начальная скорость пули калибра 4.5 мм до 350 м/с.

Системы на углекислом газе (CO2 airguns) конструктивно близки к системе с предварительной накачкой и сменным резервуаром. Углекислый газ в определенном интервале температур обладает замечательным свойством саморегуляции давления. В баллонах СО2 часть углекислоты находится в сжиженном, а часть в газообразном состоянии. При выстреле порция газообразной углекислоты уходит и давление газообразной части СО2 падает, но сразу же часть жидкого СО2 переходит в газообразное состояние, поддерживая давление газа постоянным. Так будет продолжаться до тех пор, пока в баллоне останется хотя бы немного жидкой углекислоты.
В системах на углекислом газе чаще всего используются одноразовые 8 и 12 граммовые баллончики СО2, которых в среднем хватает на 40-50 и 80-90 выстрелов соответственно. В некоторых винтовках используются большие перезаряжаемые баллоны СО2.

В системах с накачкой патрона (air-cartrige airguns) резервуаром для сжатого воздуха служит специальный латунный патрон (называемый air-cartrige). По размерам и виду он аналогичен патронам боевого оружия. Патрон состоит из двух частей: свинчивающегося колпачка в который закладывается обычная пуля для пневматики и гильзы, представляющей собой собственно резервуар. По оси резервуара расположен шток-клапан, одним концом закрывающий выпускное отверстие со стороны колпачка, а со стороны донца гильзы - отверстие капсюля. Патрон накачивается воздухом от ручного насоса (3-8 качков) или специального компрессора до давления 200-230 бар. При выстреле ударник бьет по торцу штока патрона и шток открывает выпускное отверстие резервуара. Выходящий воздух выталкивает пулю из колпачка в ствол. Повторяемость выстрела недостаточно хороша, поскольку каждый патрон отличается от другого качеством резиновых уплотнителей и объемом закачанного воздуха. Мощность выстрела средняя, начальная скорость пули калибра 4.5 мм колеблется от 120-160 м/с, но при иной конструкции картриджа может достигать 300 м/с и выше.

Пружинно-поршневые системы (spring-piston airguns) очень просты и надежны. В них отсутствует система перепускных клапанов и резервуар для хранения сжатого воздуха. Воздушный цилиндр (резервуар) оружия непосредственно соединяется со стволом. При перемещении рычага взведения внутри цилиндра движется поршень, сжимая боевую пружину. Поршень удерживается в таком положении спусковым механизмом. При выстреле поршень перемещается вперед и под действием упругости пружины и запасенной кинетической энергии массивного поршня сжимает воздушную прослойку между поршнем и пулей. В какой-то момент давление сжатого воздуха прослойки преодолевает сопротивление трения пули о стенки ствола, пуля начинает движение вперед и вылетает из ствола.
Существует усложненный вариант конструкции, когда внутри воздушного цилиндра имеется подвижный цилиндр (т.н. "стакан") с отверстием в донце, а внутри подвижного цилиндра находится поршень.
Мощность выстрела колеблется от низкой до очень высокой, начальная скорость пули калибра 4.5 мм - от 100 до 380 м/с и даже выше.