就原理來說，這些設備都是通過機械作用或流體力學效應造成高壓、擠壓沖擊、失壓等，使物料在高壓下擠研，強沖擊下發生剪切，失壓下膨脹，在這三重作用下達到細化和混合均質的目的。按構造可將均質機分為：高壓均質機、離心式均質機，機械式超聲波均質機，磁控振蕩式均質機，壓電晶體振蕩均質機，膠體磨均質機等。
高壓均質機是以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙(--般小于0.1 mm)，造成高流速(150~200 m/s)，使料液受到強大的剪切力，同時，由于料液中的微粒同機件發生高速撞擊以及液料流在通過液滴均質閥時產生的漩渦作用，使微粒碎裂，從而達到均質的目的。
剪切學說認為，流體在高壓作用下高速流動，通過均質機的均質閥縫隙處，由于產生極大的速度梯度，在剪切力作用下使液滴破碎，達到均質的目的。
當液滴在高壓下通過很小縫隙的入口時，液滴的速度為V0，壓力為P0，通過縫隙時所受壓力為P1，速度達到V2，在縫隙中心處的液滴流速up大，縫隙壁面的液滴小，很大的速度梯度引起的剪切力使液滴發生變形并破裂，達到均質效果。通常使用的高壓均質機主要由高壓泵與均質閥組成。物料被柱塞往復泵吸人泵腔中,在高壓作用下的液滴通過高壓泵排出管路上的均質閥，料液從閥芯與閥座形成的很小的縫隙中高速流過，-般縫隙寬度在0.1 mm左右，流速高達150~ 200 m/s。
撞擊學說認為，在高壓作用下，流體中的液滴與均質閥發生高速撞擊現象，從而使液滴破裂達到均質的目的。
空穴學說認為，在高壓作用下使料液高速流過縫款，從而產生了高頻振動，引起了迅速交替的壓縮與能脹作用，在瞬間引起空穴現象，使液滴破裂，達到均質目的。
在食品工業中，廣泛采用的高壓均質機是以三柱塞往復聚作為主體，并在泵的排出管路中安裝雙級均質閥頭。高壓均質機的結構主要由三柱塞往復泵、均質閥、傳動機構及殼體等組成。機結構組合包括：操縱盤，傳動機構， 均質頭，泵體，高壓表，電動機， 機座及外殼等。
泵體結構：泵體為長方體，內有三個泵腔，活塞在泵腔內往夏運動使物料吸人，加壓后流向均質閥。泵體與活塞通常用不銹鋼制造，為防止液體泄漏及滲入空氣，采用填料密封裝置，材料可用皮革、石棉繩及聚氟乙烯等。
高壓泵的每個泵腔內配有兩個活閥，由予活塞往復運動改變腔內壓力，使活閥交替地自動開啟或關閉，以完成吸入與排出液料的功能。三柱塞泵共有6個活閥，其中吸入和排出閥各3個。均質閥可通過調整彈簧對閥芯的壓力，以達到調節流體壓力的目的。
往復泵在活塞來回一次過程中，只吸入和排出液體各一次的泵稱為單動泵。
由于單動泵的吸人活閥和排出活閥均裝在活塞的一側，吸液時就不能排液，因此排液不連續,由于活塞由連桿和曲軸帶動，活塞在左右兩點之間的往復運動不是等速的，所以，排液量也就隨著活塞的移動而有相應的起伏。為了改善單動泵的不均勻性，多采用雙動泵或三聯泵。
在活塞兩側的泵體內部裝有吸入閥和排出閥，無論活塞向哪一邊運動，總有一個吸入閥和一個排出閥打開，即在活塞往復一次中，吸液和排液各進行兩次，使吸入管路和排出管路總有液體流過，使送液連續，但流量曲線仍有起伏。為保持排出液的連續且均勻，通常采用三聯泵，三聯泵的實質是三臺單動泵并聯構成，通常又稱為三柱塞泵。
均質閥的工作原理：一般在均質操作中設有兩級均質閥，第1級為高壓流體，其壓力高達20~25
MPa，主要作用是使液滴均與分散，經過第1級后的流體壓力下降至3.5MPa,第2級的主要作用是使液滴分散。由于高壓物料的高速流動，閥座與閥芯(又稱閥盤或均質頭)的磨損相當嚴重，一般多用含有鎢、鉻、鉆等元素的耐磨合金鋼，并經過精細的研磨加工制造。
高壓均質機生產能力G可用下式計算：G = 60πrsznε(m/h)。r為柱塞半徑，m; s為柱塞沖程，m; z為柱塞個數;為柱塞往復次數，次/min; ε為工作體積的填料系數，一般為0.8~0.9。
(1)均質機不許空轉，啟動前要仔細檢查緊固件與連接件是否牢固可靠。
(2)啟動前應先通冷卻水，以保證柱塞工作過程中的可靠冷卻。
(3)運轉啟動后，要逐漸調整至要求的工作壓力，啟動過程中排出的料液應回流的料腔，待壓力達到要求的穩定值后才能排出產品。
(4)設備使用完后要進行清洗(可用90°C以上的熱水或用無毒化學藥劑)。
(5)柱塞的填料要調整至適當的緊密度，以保證可靠密封。
(7)不能用于高黏度物料的均質操作。