磨齒機的工作原理分成形法和展成法(見齒輪加工)兩類。

成形法

按成形法加工的成形砂輪磨齒機的砂輪由成形砂輪修整器在軸向剖面內修成齒形，砂輪架可作垂直方向進給。被磨齒輪由分度架和尾座支承，通過工作臺作縱向往復運動以磨出齒面，每磨一齒后進行分度。在磨斜齒輪的機床上，砂輪可按工件螺旋角轉一角度，工件能在往復運動的同時得到附加轉動。如機床砂輪架能使砂輪進入內齒輪工件中，便可磨削內齒輪。成形砂輪磨齒機結構簡單，效率高，精度可達5級，適用于成批生產,對齒數少（例如少于10個）的齒輪尤為合適。

展成法

按展成法加工的磨齒機根據砂輪形狀可分為 4種。

①碟形砂輪磨齒機：兩個旋轉的碟形砂輪的窄邊相當于齒條的兩個齒面, 工件通過滾圓盤和鋼帶作展成運動，工作臺沿工件軸向作往復運動以磨出整個齒寬。每磨完一齒后由分度頭架通過分度盤分齒。這種機床還可利用附加裝置磨削斜齒。若用一個砂輪伸入內齒輪中，就可磨削內齒輪。這種機床一般為臥式布局，加工直徑大于1米時用立式布局，精度可達4級，適用于磨削高精度齒輪。

②錐面砂輪磨齒機：砂輪的軸向剖面修整成齒條的一個齒形，并沿齒向作直線往復運動。工件通過蝸輪、絲杠和交換齒輪完成展成和分度運動,但也有用滾圓盤和鋼帶作展成運動,利用蝸輪副或分度盤作分度運動的 (見彩圖)。砂輪架按工件螺旋角轉過一個角度時可磨削斜齒輪。這種機床調整方便，通用性好，適用于單件成批生產，應用較廣。

磨齒機

③蝸桿砂輪磨齒機：原理與滾齒機相似,砂輪為大直徑單頭蝸桿（見蝸桿傳動）形狀,砂輪每轉一轉，工件轉過一齒，其傳動比準確，有的用機械傳動,有的用同步電動機分別驅動,有的用光柵和伺服電機傳動。磨削時工件沿軸向作進給運動(見機床)，以磨出整個齒面。砂輪用金剛石車刀車削或用滾壓輪滾成蝸桿形。機床為立式布局，連續分度，磨削效率高，適用于成批生產中加工中等模數的齒輪，對齒數多的齒輪尤為合適,精度可達4級。

④大平面砂輪磨齒機：砂輪的工作平面相當于齒條的一個齒面，用漸開線樣板（也有用鋼帶和滾圓盤的）產生展成運動。砂輪和工件都不作工件軸向往復運動,磨出一側齒面后利用分度盤分齒,依次磨出所有齒面。然后工件調頭,再磨出另一側齒面。機床為臥式布局，結構簡單，性能穩定，精度可達3級,主要用于磨削插齒刀、剃齒刀和計量用的測量齒輪等。