El principio general en el que se basa el escudo es una pieza de acero cilíndrico que se va empujando siguiendo el eje del túnel al mismo tiempo que va excavando el suelo.
La pieza de acero sustenta el vano de la excavación hasta que se construye el revestimiento previo o final del túnel.
El escudo tiene que resistir la presión del suelo que lo rodea y, en caso de que haya aguas subterráneas, evitar que penetren.
El frente del túnel puede estabilizarse por varios medios:
- Sostenimiento natural.
- Sostenimiento mecánico.
- Sostenimiento por aire comprimido.
- Sostenimiento con lechada.
- Sostenimiento mediante equilibrio de la presión de tierras.
Además del modo específico de proporcionar sostenimiento a la periferia y al frente del túnel, el método de excavación también constituye una característica importante de las máquinas de escudo.
Estas máquinas avanzan e impulsan a la cabeza de corte empujando con gatos hidráulicos contra las dovelas de hormigón prefabricadas que la máquina coloca automáticamente. Para ello, se sigue una secuencia específica: tras completar todo el avance, la tuneladora deja de excavar y coloca las dovelas. Una vez colocado un anillo, los gatos hidráulicos empujan contra ese anillo y se inicia un nuevo avance.