磨齒機的工作原理分成形法和展成法(見齒輪加工)兩類。 按展成法加工的磨齒機根據砂輪形狀可分為 4種。
①碟形砂輪磨齒機：兩個旋轉的碟形砂輪的窄邊相當於齒條的兩個齒面, 工件通過滾圓盤和鋼帶作展成運動，工作臺沿工件軸向作往復運動以磨出整個齒寬。每磨完壹齒後由分度頭架通過分度盤分齒。這種機床還可利用附加裝置磨削斜齒。若用壹個砂輪伸入內齒輪中，就可磨削內齒輪。這種機床壹般為臥式布局，加工直徑大於1米時用立式布局，精度可達4級，適用於磨削高精度齒輪。
②錐面砂輪磨齒機：砂輪的軸向剖面修整成齒條的壹個齒形，並沿齒向作直線往復運動。工件通過蝸輪、絲杠和交換齒輪完成展成和分度運動,但也有用滾圓盤和鋼帶作展成運動,利用蝸輪副或分度盤作分度運動的 (見彩圖)。砂輪架按工件螺旋角轉過壹個角度時可磨削斜齒輪。這種機床調整方便，通用性好，適用於單件成批生產，應用較廣。
③蝸桿砂輪磨齒機：原理與滾齒機相似,砂輪為大直徑單頭蝸桿（見蝸桿傳動）形狀,砂輪每轉壹轉，工件轉過壹齒，其傳動比準確，有的用機械傳動,有的用同步電動機分別驅動,有的用光柵和伺服電機傳動。磨削時工件沿軸向作進給運動(見機床)，以磨出整個齒面。砂輪用金剛石車刀車削或用滾壓輪滾成蝸桿形。機床為立式布局，連續分度，磨削效率高，適用於成批生產中加工中等模數的齒輪，對齒數多的齒輪尤為合適,精度可達4級。
④大平面砂輪磨齒機：砂輪的工作平面相當於齒條的壹個齒面，用漸開線樣板（也有用鋼帶和滾圓盤的）產生展成運動。砂輪和工件都不作工件軸向往復運動,磨出壹側齒面後利用分度盤分齒,依次磨出所有齒面。然後工件調頭,再磨出另壹側齒面。機床為臥式布局，結構簡單，性能穩定，精度可達3級,主要用於磨削插齒刀、剃齒刀和計量用的測量齒輪等。