本发明涉及一种双球面浮动连接结构的级差式活塞，具体地说是主要用于CNG压缩机级差活塞的连接，属于机械连接装置技术领域。主要用于高压级活塞与低压级活塞连接，低压级活塞杆装在低压级活塞内腔中，特征是由凹面球垫及凸面球垫套装在高压级活塞杆上组成一组球面，在低压级活塞内腔中安装凸面球垫及凹面球垫组成另一组球面。本发明结构简单、紧凑，合理；能保证活塞杆——活塞运动的精确直线性，能减少高压级气缸套及活塞的磨损；能保证支承环、活塞(密封)环、活塞杆、填料密封环、活塞杆刮油环工作的可靠性与使用寿命；对于用户来说，能减少非计划停工期、维修工作量，维修压缩机所需备件数量，在运行时能防止气体泄漏影响环境等。