實驗室密煉機一般由密煉室、兩個相對回轉的轉子、上頂栓、下頂栓、測溫系統、加熱和冷卻系統、排氣系統、安全裝置、排料裝置和記錄裝置組成。轉子的表面有螺旋狀突棱，突棱的數目有二棱、四棱、六棱等，轉子的斷面幾何形狀有三角形、圓筒形或橢圓形三種，有切向式和嚙合式兩類。

實驗室密煉機的工作原理是密煉機工作時，兩轉子相對回轉，將來自加料口的物料夾住帶入輥縫受到轉子的擠壓和剪切，穿過輥縫后碰到下頂拴尖棱被分成兩部分，分別沿前后室壁與轉子之間縫隙再回到輥隙上方。在繞轉子流動的一周中，物料處處受到剪切和摩擦作用，使橡膠與配合劑表面充分接觸。配合劑團塊隨膠料一起通過轉子與轉子間隙、轉子與上、下頂拴、密煉室內壁的間隙，受到剪切而破碎，被拉伸變形的橡膠包圍，穩定在破碎狀態。同時，密煉機轉子上的凸棱使膠料沿轉子的軸向運動，起到攪拌混合作用，使配合劑在膠料中混合均勻。