汽油泵的作用是將汽油從油箱中吸出，并經管路和汽油濾清器壓送到化油器的浮子室內。正是由于有了汽油泵，汽油箱才能安放到遠離發動機的汽車尾部，并低于發動機。

汽油泵按驅動方式的不同，可分為機械驅動膜片式和電驅動式兩種。
膜片式汽油泵
膜片式汽油泵是機械式汽油泵的代表，用于化油器式發動機，一般靠凸輪軸上的偏心輪驅動，它的工作情況是：
①吸油 凸輪軸轉動中，當偏心輪頂動搖臂，拉下泵膜拉桿時，泵膜下降，產生吸力，汽油便從油箱內吸出，并通過油管、汽油濾清器、進人汽油泵的油室。
②泵油 當偏心輪轉過一定角度不再頂動搖臂時，泵膜彈簧伸張，頂動泵膜上升，把汽油從出油閥壓送到化油器的浮子室。
膜片式汽油泵的特點是結構簡單，但是由于受到發動機的熱影響，因此要特別重視確保在高溫下的泵油性能，以及橡膠材料的膜片對于熱和油料的耐久性。
一般汽油泵的最大供油量比汽油機最大耗油量大2.5～3.5倍。當泵油量大于耗油量而化油器浮子室針閥關閉時，油泵出油管路中的壓力提高，反應到油泵，使膜片行程縮短或停止工作。
電動汽油泵
電動式汽油泵，不靠凸輪軸帶動，而靠電磁力反復吸動泵膜。這種電動泵，可自由選擇安裝位置，并能防止氣阻現象。
汽油噴射式發動機用的電動汽油泵的主要安裝型式有裝在供油管路中或汽油箱中兩種。前者布置范圍較大，不需要專門設計汽油箱，安裝拆卸方便。但油泵吸油段長，易產生氣阻，工作噪音也較大，此外要求油泵絕對不能泄露，目前的新型車輛上已較少使用這種型式。后者燃油管路簡單，噪音低，多燃油泄漏要求不高，是當前主要趨勢。
在工作時，汽油泵的流量除提供發動機運轉所需的消耗外，還應保證有足夠的回油流量，以保證燃油系統的壓力穩定和足夠的冷卻。