Struktura jednočinného válce membránového typu je jednoduchá a skládá se hlavně z membrány, pístu a těla válce. Píst se pohybuje deformací membrány a nepotřebuje k utěsnění těsnicí kroužek, ale kvůli omezení deformace membrány je zdvih tohoto válce obecně malý. Membránový jednočinný válec má velkou akční plochu a velkou hnací sílu. Často se používá při utahování. Reset pístu válce je poháněn vnější silou.
Větších zdvihů lze dosáhnout také pomocí speciálních valivých membrán. Hlavní součástí tohoto typu válce je airbag a zdvih je delší než u membránového typu válce. Protože však válec není veden, je třeba při použití v zařízení vzít v úvahu problém s vedením.