球磨机的外观呈圆柱形，该设备由有横卧绕轴转动的空筒，内有石（瓷）球或钢球。在转动时，附有研磨料的球在转动中先被提高再滚下，在滚下的过程中，球携带的的摩擦和撞击力使颜料聚集体分离。尤其是撞击力，对烧结的聚集体的分散有主要的效果，这是球磨特有的性能。
在球磨中的研磨料黏度一般为1Pa.s，一般不直过高，过高的话会粘住球，失去滚下时的球间摩擦和撞击作用，也不能过低，过低会使球间摩擦力（剪切力）过小，不能达到预期效果。一般认为以丹尼耳流动点法作为参考是比较合理的。
球磨过程中，钢球的表观充填量约为表观容积的一半，研磨料加入后，其料量刚能将球浸没 .并以适当的速度旋转。该转速是使球能随着筒体的转动而提起，随着球堆积成的坡面而滚下。如果磨机的转速过慢，则不能将球带到高处，而使所有的球沿筒壁滑下，并造成磨机筒壁的磨损；转速较慢，虽然球不会沿壁滑下，然而提升力不足，使滚动长度缩短。转速太快的情况，将会把球提得过高，使球垂落而下；而不是滚下,这就导致减小了剪切作用，并可使球碎裂。如果转速很快，则球就跟着转，很少有剪切作用了。
在合适的研磨料黏度、装球量和装料量条件下，球磨在转动对可听到间断的撞击声，属于正常现象。
球磨的操作和管理方案比较简单，而且可以防止溶剂挥发。但是不能将颜料直接投入磨机内，正确的方法是应将颜料和漆料经预混合后再投入。否则对于球磨来说，它的混合效率和效果都不理想。这样做能够保证球磨应有的效率，避免在筒两端积聚生料，这些生料对刮板细度影响非常大。
