螺杆式压缩机的润滑油循环是靠油气桶内的压力与压缩机体内喷油口处的压力差来自动实现的，无需配备专门的油泵。具体流程如下：高温的润滑油从油气桶出来后，经过热控阀，进入油冷却器冷却，再经过油过滤器去除杂质颗粒。然后分为两路：绝大部分油由机体下端喷入压缩室，参与压缩过程。小部分油则通往机体前后端，用以润滑机体轴承组。润滑轴承油*后回到吸气口同空气一起进入压缩室，参与压缩过程。
　　　与油混合的压缩空气进入油气桶，油气桶分离出绝大部分的油直接沉降于油气桶底部，以备下次循环。空气中剩余的极少量油分经过油细分离器分离出来经回油管、止回阀流回机体吸气端。分的产生及其对压缩机的危害之前已有叙述。油路中热控阀能有效地防止冷凝水的大量析出。其功能如下：热控阀总共有三个接口：入油口、出油口和旁通口。旁通口接油冷却器入口，常态时关闭。当入油口的油温较低时（如冷态机组刚起动时），热控阀不动作，油不经过冷却器直接流入油过滤器。当油温渐渐上升到67℃以上时，热控阀开始动作，旁通口渐渐打开，出油口渐渐关闭，一部分油开始进入油冷却器冷却。当油温继续上升至72℃以上时，旁通口全部打开，出油口全部关闭，润滑油全部流经油冷却器进行冷却。这样可以保证排气温度高于70℃，从而避免压缩空气中的冷凝水在机组中大量析出。