盾构机的基本工作原理是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线，一边向前推进一边对土壤进行挖掘。
钢组件是用来保护已开挖洞室，直至初期支护或最终隧道衬砌建成为止。
盾构机必须要承受围岩压力，并且如果有地下水，还要防止地下水进入。
可通过多种方式稳定隧道工作面：
- 工作面自然支撑
- 工作面机械支撑
- 工作面压缩空气支撑
- 工作面泥浆支撑
- 工作面土压平衡支撑
除了隧道周围和工作面具体的支护方式外，特定的地层挖掘方法也是盾构机的一个重要特性。
这些机器会向前驱进，并通过用千斤顶顶推自动就位的预制混凝土管片使推力作用到刀盘上。该操作通过不同的程序完成：整个行程完成后，隧道掘进机会停止挖掘并安装管片。一旦整个环就位，千斤顶便会顶推管片环，又开始一个新的行程。