从机械结构来看，回转窑主要由轮带、筒体、托轮、传动装置、支承装置、窑头和窑尾密封装置等几部分组澎。下面简述各组成部分的结构和作用。
1.筒体
筒体是一个钢质的圆筒，物料在其中进行热交换和化学反应，同时它还具有混合和输送物料的作用，因而是回转窑的基体，具有一定的强度和刚度。窑内的物料温度可达1700摄氏度，为了保护筒体和减少热量损失，在筒体内部衬有100~200mm厚的耐火材料(即窑衬)，其种类和厚度随所在部位的物料温度不同而异。筒体长度一般30-230m，直径2-6m。筒体由钢板(厚度一般18-25mm)事先卷成一段一段的圆筒，然后安装时再焊接起来的。
2.轮带
轮带主要有矩形、箱型和剖分式三种结构形式，主要用于在托轮支承装置处加固筒体，提高支承刚度。轮带的刚度一般是筒体的几十倍。筒体、窑衬、物料等所有回转部分的重量通过轮带传到支承装置上，轮带可传递几百吨重的载荷，其自重也达数十吨，是回转窑的主要零件之一。筒体与轮带之间是用垫板连接，垫板将筒体载荷传递到轮带上，使筒体不直接与轮带相磨损。此外，垫板与轮带内圈之间存在空隙以增加轮带的散热面积。
3.支承装置
支承装置承受回转部分的全部重量。每挡支承装置由一对托轮、四个轴承和一个大底座组成。两个托轮对称、稳定地支承着筒体上的轮带，并向基础传递巨大的荷重。
支承装置套数称为窑的挡数，一般窑有3~9挡。在靠近筒体中部，临近传动装置处的一或两挡支承装置上装有挡轮，称为带挡轮的支挡轮承装置。挡轮按其作用分为两种:一种称普通挡轮用来指示窑体的轴向窜动，作为信号装置，另一种称为液压挡轮，用来控制窑体的轴向窜动。
4.传动装置
传动装置主要由大齿圈，减速器，电动机等组成。由于检修和窑安全的需要，一般较大的窑上还设有极慢速转窑的辅助传动装置。大齿圈固定在筒体上，电动机经过减速后，通过小齿轮带动大齿圈，从而带动整个筒体作圆周运动。要保证回转窑的正常运转，大齿圈必须正确地安装在筒体上，大齿圈的中心线必须与筒体的中心线重合，且连接要坚固。
大齿圈与筒体联接方式有两种:一种是刚性联接，另一种是弹性联接。弹性联接又分为切向弹簧板联接和纵向弹簧板联接。由于切向弹簧板联接既能减少窑体本身弯曲对大小齿轮啮合的影响，又能缓冲大小齿轮的撞击，使传动较为平稳，被国内外相关企业广泛采用。
5.密封装置
由于回转窑是在负压下进行操作。在回转窑筒体与窑头看火罩、窑尾烟室连接的地方，不可避免的存在缝隙，通过这一缝隙外界空气就会被吸入窑内，但窑的操作对风量有一定的要求，若窑头漏入过量的冷空气，会降低火焰温度，煤粉燃烧速度减慢，影响锻烧:若窑尾漏入过量的冷空气，会减少二次空气的进入量，冷空气从窑的尾部漏风处入窑，不但起不到助燃的作用，还要被加热排除，增加热损失，并降低窑尾的温度，影响窑内的通风，增加排风机负荷，增加电耗，降低生产质量。如果各种预热装置漏风，将影响预热装置温度的提高，阳氏预热能力和余热的热效率。
因此，在窑头、窑尽和窑中喂料处、均设有密封装置，以防止周围的冷空气进入窑内，影响窑内的热工制度。同时，也避免在出现偶然的正压时，回转窑体和固定的烟室或窑头罩结合处冒灰，影响环境卫生。
生产中常用的密封装置有:窑头用的迷宫式密封装置、窑尾用的石棉绳端面摩擦式密封装置、窑头及窑尾均可用石墨块密封。
