Kumi-ilmatyynyjen toimintaperiaate perustuu kaasun kokoonpuristuvuuteen ja kumin elastisuuteen. Kun ilmatyyny täytetään kaasulla, kumikuori sulkee sisäänsä kaasun muodostaen rakenteen, jolla on tietty jäykkyys ja elastisuus. Kun ilmatyynyyn kohdistuu ulkoinen voima, sisäinen kaasu puristuu kokoon ja kumikuori muuttaa muotoaan, jolloin se absorboi ja hajottaa energiaa, mikä vaikuttaa vaimennus- ja iskunvaimennuksena. Lisäksi kumiset ilmatyynyt voivat myös muuttaa tukivoimaansa ja muotoaan säätämällä sisäisen kaasun painetta ja tilavuutta sopeutumaan erilaisiin käyttötarpeisiin.