يعمل الطاحن فائق الدقة بناءً على سلسلة من المبادئ الميكانيكية والفيزيائية. أولاً، يتم إدخال المواد المراد سحقها إلى غرفة الطحن الخاصة بالآلة. يوجد داخل الحجرة أجزاء دوارة عالية السرعة، مثل أقراص أو بكرات الطحن. تدور هذه المكونات بسرعة عالية جدًا، مما يولد قوة طرد مركزية قوية.
عند دخول المادة إلى منطقة الطحن، يؤدي الدوران عالي السرعة إلى اصطدام المادة وتقطيعها وطحنها. القوة المؤثرة على المادة تقسمها إلى جزيئات أصغر. يضمن تصميم غرفة الطحن والتفاعل بين عناصر الطحن معالجة المادة وصقلها بشكل مستمر حتى تصل إلى حجم الجسيمات الدقيقة المطلوبة.
بالإضافة إلى ذلك، قد يستخدم الطاحن فائق الدقة أيضًا تدفق الهواء أو الغاز للمساعدة في عملية الطحن. يمكن أن يساعد الهواء في حمل المادة داخل الحجرة، مما يعزز الاتصال الأفضل بين المادة وعناصر الطحن. كما أنه يساعد على نقل الجسيمات المسحوقة خارج غرفة الطحن، مما يمنع الإفراط في الطحن ويضمن توزيعًا ثابتًا لحجم الجسيمات.
بشكل عام، فإن الجمع بين الدوران عالي السرعة والقوى الميكانيكية و- في بعض الحالات - تدفق الهواء أو الغاز يمكّن الطاحن فائق الدقة من تفتيت المواد بشكل فعال إلى جزيئات دقيقة للغاية، مما يلبي متطلبات الصناعات المختلفة للمواد ذات الحبيبات الدقيقة .