原料通过空心轴颈给入空心圆筒进行磨碎，圆筒内装有各种直径的磨矿介质(锆珠、钢球、钢棒或砾石等)。当圆筒绕水平轴线以一定的转速回转时，装在筒内的介质和原料在离心力和摩擦力的作用下，随着筒体达到一定的高度，当自身的重力大于离心力时，便脱离筒体内壁抛射下落或滚下，由于冲击力而击碎矿石。同时在磨机转动过程中，磨矿介质相互间的滑动运动对原料也产生研磨作用。磨碎后的物料通过空心轴颈排出。
研磨介质的填充率直接影响磨床的研磨效率。研磨介质的填充率越大，研磨介质的接触频率越大，分散研磨能力越大。在相同的研磨时间下，颗粒的粒度越小。经反复试验，充填率为80%，理想的充填率为85%。当充填率超过85%时，会出现“磨珠”现象，研磨室温度急剧上升，磨损量急剧增加。
在催化裂化催化剂生产过程中，伴有大量细粉和悬浮物产生，若无有效回收办法，这些物料的排放既会降低产品收率，又会造成环境污染。有限的解决方法是将这些物料收集、磨细（小于3微米）后返回成胶系统，从而达到回收目的。另外，通过对喷雾前胶体进行砂磨处理，可以改善产品强度。
现在世界上比较的研磨可以研磨0.2mm的珠子。研磨的性能在一步步完善，比如缸体体积变小了，砂磨机的接触件采用了坚硬耐磨的硬质合金及陶瓷等的材料等。 但传统的研磨工艺在应用中受到了一定限制，存在加工效率低、加工成本高、加工精度和加工质量不稳定等缺点。
纳米颗粒制备常用的方法是纳米砂磨机，它是大量制备纳米晶粉末的较经济的方法，不少科学研究表明，属、端际固溶体和金属间化合物可以通过纳米砂磨机制成纳米颗粒，颗粒尺寸决定于球磨条件和材料成分。由于所制备的产品粒度很细，故研磨介质的直径也很小，如采用1mm的介质磨球，可产生l-2um的超细颗粒，用回转磨则可制备粒度为0.2-1um的Al2O3超微颗粒。又如Ti-10％Cu(原子比)经纳米砂磨机合金化后形成6-8nm的颗粒，由于Cu在晶界的偏析，阻碍了颗粒成长，使得该纳米晶粒非常稳定。除球磨机跟纳米砂磨机外，还有其他磨冲机也可用于超细颗粒的制备，如胶体磨、气流磨等。
纳米球磨机研磨罐在沿着行星轴进行旋转的同时，也沿着主轴进行旋转运动。由此，在迅速的研磨过程中，便对研磨球和样品便产生了不断改变方向和大小的作用力。因为几何学和传动比率的设计，研磨球就能够按照的轨迹进行运动。研磨球沿着研磨罐内壁进行运动，直到某种特殊条件下，研磨球突然脱离这种运动状态。穿过研磨罐，样品和研磨球冲到反方向的罐壁上。冲击过程中产生的能量是普通球磨机的好几十倍。结果产生了的研磨效果和极短的研磨时间。