Современное пневматическое оружие в первую очередь предназначено для спортивной и развлекательной стрельбы, а также охоты на птицу и мелкого зверя, кроликов, зайцев и т.д. Поэтому мощность пневматики небольшая: дульная энергия спортивной и развлекательной пневматики обычно не превышает 7,5 Дж, а охотничьей — 25 Дж.
Пружинно-поршневая пневматика: сжатый воздух для метания пули образуется непосредственно в момент выстрела за счет движения внутри цилиндра массивного поршня, разгоняемого разжимающейся пружиной. Пружинно-поршневые устройства достаточно просты. 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.
Компрессионная пневматика: в которой сжатый воздух для метания пули высвобождается в момент выстрела из специальной накопительной камеры. Воздух в накопительную камеру нагнетается перед каждым выстрелом при помощи расположенного на оружии ручного насоса. При быстром сжатии воздуха в резервуаре он нагревается и затем постепенно остывает, отдавая избыток тепла металлическому резервуару.
Поэтому давление в резервуаре сразу после зарядки выше, чем через несколько минут. Этот фактор нужно учитывать при оценке повторяемости характеристик выстрела, особенно при частой стрельбе. Отдача отсутствует. Слабым местом конструкции является наличие системы прецизионных впускных и выпускных клапанов. Компрессионное оружие требует бережного обращения, ухода и высококвалифицированного ремонта.
Газобаллонная пневматика: в данном виде пневматического оружия для выстрела используется газообразная фаза углекислоты (СО2). 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.
Мультикомпрессионная пневматика — с многократной ручной накачкой. 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 весом 0,5 г до 220-280 м/с.
Пневматика с предварительной накачкой (PCP пневматика): с расположенным под стволом или в прикладе резервуаром для воздуха или другого газа. Давление в баллоне около 200 атм. Бывают варианты с большим предельным давлением, около 300 атм. Воздух в резервуар нагнетается при помощи насоса высокого давления или с помощью предварительно заправленного баллона. Также в качестве рабочего тела может применяться гелий, из-за его лучшей сжимаемости и большей скорости звука в нём.
В прямоточных винтовках воздух из резервуара, дозированный клапаном, попадает в ствол и толкает пулю. Для стабильной спортивной стрельбы сериями, рекомендуют, как правило, редукторные винтовки. Газовый редуктор обеспечивает стабильное давление воздуха, который затем через боевой клапан винтовки поступает в ствол и толкает пулю.
У пневматических пистолетов, как правило, не превышает 100—150 м/с, у мощных винтовок может достигать и превышать скорость звука в воздухе (340 м/с). Пневматика с многократной накачкой позволяет разгонять пули до околозвуковых скоростей — 250—300 м/с. Некоторые модели пружинно поршневой пневматики (ППП) позволяют превысить скорость звука в воздухе — 350—380 м/с. Некоторые модели пневмобаллонной пневматики (РСР) позволяют получать скорость пули до 450 м/c и выше, но при таких скоростях стандартные свинцовые пули для пневматического оружия уже не применяются.
Для достижения высокой кучности стрельбы большинство образцов пневматического оружия стреляют с дозвуковыми скоростями, а повышение мощности, при необходимости, обеспечивается за счет использования пуль увеличенной массы. При закачке газа из баллона может использоваться не только воздух. Использование газов с более высокой скоростью звука позволяет поднять мощность выстрела.