深海环境下的大压力问题是各种水下仪器设备所面临和必须首先解决的共性问题。压力补偿是当前国内外常用的、优先考虑和选择的途径。在诸多压力补偿装置中,活塞式压力补偿装置更能胜任水下仪器设备在深海环境下的长期工作。但是活塞工作的力学特性非常复杂,本文针对这一问题展开了相关研究。首先,以活塞的爬行现象为主线,介绍了关于摩擦的基本理论、基本特性和力学模型,对爬行现象的物理模型进行了阐述,以此为基础,说明了活塞式压力补偿器工作的力学过程,并对影响其工作性能的关键因素作了说明。其次,为理解油液的可压缩性,通过分析影响油液体积的各个因素,找出它们之间的量化关系,并精确计算出系统工作时的补偿容积。然后,根据力的平衡关系和牛顿第二定律,建立系统的静态和动态力学模型,通过参数选择,对其进行了算例仿真分析。最后,将有限单元法应用到活塞、O形密封圈及缸体的接触力学分析中：通过静态分析研究影响活塞密封性能和摩擦力的主要因素；通过动态分析研究不同参数条件下活塞组的起动压差和停止压差。结果表明：初始压缩率和摩擦系数是影响活塞力学特性的主要因素；在满足O形圈密封可靠、起动压差相对较小的情况下,活塞式压力补偿器的密封材料应选取适当小的初始压缩率和摩擦系数。