Kuglični mlin se sastoji od horizontalnog bubnja, šupljih vratila za dovod i pražnjenje i glave za mljevenje. Bubanj je duga, cilindrična struktura koja sadrži medij za mljevenje. Napravljeni od čelične ploče i pričvršćeni za bubanj čeličnom oblogom, medij za mljevenje su obično čelične kuglice, raspoređene u različitim promjerima i proporcijama. Mogu se koristiti i čelični segmenti. Materijali se biraju na osnovu njihove veličine čestica. Materijali se ubacuju u bubanj kroz šuplju osovinu na dovodnom kraju mlina. Kako se bubanj rotira, medij za mljevenje, zbog inercije, centrifugalne sile i trenja, prianja za košuljicu bubnja i nosi se. Kada se nose na određenu visinu, gravitacija ih baca dolje, djelujući poput projektila i drobeći materijal u sebi.
Materijal se iz dovodnog uređaja dovodi kroz šuplju osovinu za napajanje, spiralno i ravnomjerno u prvu komoru mlina. Ova komora ima stepenaste ili valovite obloge i ispunjena je čeličnim kuglicama različitih veličina. Centrifugalna sila stvorena rotacijom bubnja nosi kuglice na određenu visinu, gdje one padaju, udarajući i meljujući materijal. Nakon grubog mljevenja u prvoj komori, materijal prolazi kroz jednoslojni-pregradni zid u drugu komoru, koja je obložena ravnim oblogama i ispunjena čeličnim kuglicama za dalje mljevenje. Praškasti materijal se ispušta kroz rešetku za pražnjenje, završavajući proces mljevenja.
Kako se cilindar rotira, medij za mljevenje klizi, meljujući materijal. Za efikasno korištenje ovog efekta mljevenja, za mljevenje većih materijala, obično 20-mesh, cilindar mlina je podijeljen na dva dijela pregradnim zidom, stvarajući mlin sa dvije{7}}komore. Pri ulasku u prvu komoru materijal se drobi čeličnim kuglicama. Pri ulasku u drugu komoru čelični segmenti melju materijal. Kvalificirani mljeveni materijal se ispušta kroz šuplju osovinu na kraju pražnjenja. Za mljevenje manjih materijala, kao što su pijesak, šljaka i krupni elektrofilterski pepeo, cilindar mlina može se izraditi bez pregradnih zidova, stvarajući jednokomorni mlin, a čelični segmenti se mogu koristiti i za medij za mljevenje.
Sirovi materijal se dovodi u šuplji cilindar kroz šuplji vrat osovine radi mljevenja. Cilindar je napunjen sredstvima za mljevenje različitih promjera (čelične kugle, čelične šipke ili šljunak). Kako se cilindar rotira konstantnom brzinom oko svoje horizontalne ose, medij i sirovine koje se nalaze u njemu, pod utjecajem centrifugalne sile i trenja, odvajaju se od unutrašnje stijenke cilindra i padaju ili se kotrljaju dok cilindar dosegne određenu visinu. Udar drobi rudu. Istovremeno, klizno kretanje medija za mlevenje tokom rotacije mlina takođe melje sirovine. Samljeveni materijal se ispušta kroz šuplji vrat osovine.
