它具有金属外壳（盾壳），壳内装有整机及辅助设备，并在其掩护下进行土质开挖、土渣排运、衬砌拼装等作业，使隧道全断面一次成型。通常，盾构机可分为土压平衡盾构机、泥水平衡盾构机和多模式盾构机三种主要类型。

盾构机的问世已有近200年的历史，它始于英国，发展于美国、德国、日本和法国等国。从初期的手掘式盾构机、网格挤压式盾构机，发展到泥水加压式盾构机和土压平衡式盾构机等。常用的是土压平衡式盾构机。

由机头、环梁、机尾三部分组成：①机头部分是挖掘土壤的工作间，内部安装挖掘土壤的机械设备、防止土壤坍塌的支撑设备。②环梁部分是盾构机的控制间，安装挖下来土壤的筛选设备、运输设备、挖掘和支撑部分的控制设备，以及土壤的装载设备。③机尾部分是进行隧道衬砌的工作间，装有砌块的运输、举重设备，圆形校正设备，在机尾把由机头部分所挖掘成的土洞用砌块将它砌成隧洞。

通常可分为以下几种：①按直径Ф（米）的大小可分为微型（Ф＜1）、小型（1≤Ф≤3）、中型（3＜Ф≤7）、大型（7＜Ф≤10）和特大型（Ф≥10）。②按支撑面稳定性分为开敞式、气压平衡式、土压平衡式、泥水式和泥水加压式盾构机。

由于地质状况的千差万别，造成盾构机的种类繁多，但都有共同的基本功能和相应的机构：①切割隧道物质并将之输送到洞外去的功能和机构。由于土质的不同，盾构机的切割方式和输送方式有很大差别，大体上可分机械、水力切割、泥浆泵输送，机械切割、螺旋机、矿车输送，机械切割、胶带机、矿车输送三类。②保护整机的盾壳、随盾壳之后混凝土衬砌功能和机构。盾构机的大部分盾壳都呈圆形断面，其后的混凝土衬砌采用预制混凝土块拼装，所不同的只是混凝土块形状、数量和张紧形式。隧洞与混凝土环外壁用填料回灌固结。③使盾构机沿洞线推进的功能和机构。都采用了千斤顶方式使盾构机沿洞轴线推进，所不同的只是液压千斤顶的数量、压力和布置位置。盾构机的导向常采用激光装置和陀螺仪。