齒條和小齒輪氣缸有一個長活塞，齒條齒加工在一側，與轉動輸出軸的小齒輪（小齒輪）嚙合。當活塞伸出或縮回時，其齒條齒轉動小齒輪和輸出軸。雙齒條單元在小齒輪的相對兩側使用一對齒條，實際上使單元的輸出扭矩加倍。
這種雙作用齒輪齒條式旋轉氣缸的輸出軸通過將壓縮空氣輸送到其左側腔室而順時針旋轉。對右側腔室加壓會產生逆時針旋轉。注意輸出軸上的滾珠軸承，它提供徑向載荷支撐。
齒輪齒條式旋轉氣缸提供最廣泛的扭矩和旋轉范圍。它們提供出色的機械效率，通常為90%至95%。這使得它們非常適合高速生產應用和低磨損和長壽命很重要的情況。它們有一個四四方方的外形，簡化了安裝選項。此外，空心小齒輪提供了靈活性，允許機器的軸通過氣缸的小齒輪安裝，從而消除了聯軸器。
齒輪齒條設計的一個潛在缺點是齒隙，這是由齒輪之間的非常小的間隙引起的。對于大多數應用程序而言，這通常不是問題，因為播放只有大約一個度數。隨著氣缸在其整個生命周期中運行，齒輪磨損很常見，這會導致齒隙隨著時間的推移而略微增加。對于需要精確定位的應用，可以使用雙齒條版本，通過在小齒輪上施加反作用力來完全消除齒隙。
與氣缸不同，齒輪齒條式旋轉氣缸可以承受側向載荷。支撐小齒輪的相同滾柱軸承組件也可以支撐徑向載荷。
