Den grunnleggende strukturen til en tunnelboremaskin (TBM) inkluderer: En utgravingsseksjon (kutterhode, hovedaksel og drivenhet); en utgravingsreaksjonsstøtteseksjon (støttesko); og en forhåndsseksjon (advance jacks).
Under drift gjentas følgende handlinger: utvide støtteskoene for å feste maskinkroppen til tunnelveggen; roter klippehodet og aktiver jekkene for å gå frem; etter ett slag, trekk inn støtteskoene, flytt dem til fronten og gå tilbake til startposisjonen.
Kutterhodestruktur: Sfæriske klippehoder og plane klippehoder: Kuttere er anordnet med intervaller foran på klippehodet. Vanligvis er det midtskjærende kuttere, frontskjærere (skjærende kuttere for utgraving) og sidekuttere. Avstanden mellom skjærekutterne avhenger av skjærekutternes belastningskapasitet, bergstyrken og målet for daglig tunnelfremdrift. På den ytre omkretsen, for å hindre at kutterlegemene flyr av kutterhodene, er de anordnet i en viss vinkel, og skjæretverrsnittet av kutterhodet er bueformet.- Dette er betydningen av "sfærisk". I dette tilfellet brukes sidekutterene på samme måte som de fremre kuttekutterne.
For å unngå montering av spesielle kantkuttere kan flate kuttere brukes. Nyere trender legger vekt på utskiftbarhet av kuttere, noe som fører til økt bruk av sfæriske kuttere.
Kutterhoder med perifert støtte og sentralspindeltype: Kutterhoder med perifert støtte består av en sylindrisk kropp og en hovedramme. De bruker lagre med stor-diameter og har en stor-perifer støttestruktur som kan åpnes på baksiden. Utgravd stein løftes fra spaltene på den ytre omkretsen av skjærehodet, med hovedrammen som trakt, og transporteres til graveinnretningen. Denne kutterhodedesignen ligner den som brukes i tunnelboremaskiner (TBM) for myk stein. Det er svært effektivt i sammenleggbare geologiske forhold. Kutterutstikket kan være relativt lite, og kuttere kan byttes innvendig. Kutterhoder av sentralspindeltypen er sirkulære platestrukturer med en sentral spindel støttet av lagre med liten-diameter. Kutterhodet er montert på en sirkulær plate. Muck samles opp av skraper som er plassert på den ytre periferien av skjærehodet og deretter matet til avfallshåndteringsenheten ovenfra via trakter på den ytre periferien.
Kutterhodet er montert på en sal foran på platen. Fordi den ikke er begrenset av en hovedaksel, er konfigurasjonen relativt fleksibel. Denne strukturen brukes ofte i åpne-TBM-er. Imidlertid er mukkutslippsåpningen begrenset, så avhengig av geologiske forhold kan det hende at den ikke er effektiv for avfallshåndtering. Kutterhodet drives av en drivmotor som er plassert på baksiden av TBM, og bruker klippehodets hovedaksel som drivaksel.
Støttesko-konfigurasjonen tjener som en reaksjonskraft under fremdrift; denne reaksjonskraften er fremdriftskraften og klippehodets dreiemoment. For å motstå denne reaksjonskraften fullt ut og unngå å skade tunnelveggene, bør den gjøres så stor som mulig for å redusere jordingstrykket. Vanligvis er jordingstrykket 3–5 MPa. Støttesko for dette formålet kalles hovedstøttesko; det finnes også ulike støttesko til formål som vibrasjonskontroll og retningskontroll.
Shield-type TBM-støttesko: I shield-type TBM-er er det hovedstøttesko (hale) og ansiktsstøttesko (foran) som brukes til fremdriftsreaksjon. Hovedstøtteskoene er vanligvis arrangert i par horisontalt til venstre og høyre, men i tilfeller med stor-diameter er noen ganger 4 til 5 anordnet rundt omkretsen.
Åpne-TBM-støttesko: Det er to typer: enkel støttesko og dobbel støttesko. Enkeltstøtteskotypen har et par støttesko på venstre og høyre side av fjernbjelken. Dette kan imøtekomme endringer i orienteringen til hovedstrålen under fremdrift.
Den doble støtteskotypen har et par støttesko foran og et par bak. Støtteskoene foran kan ha 4 (X--formet), 2 eller 3 (T--formet).
Retningskorrigering utføres før støtteskoene monteres i begge typer, men i enkeltstøtteskotypen kan retningen endres under graving.
Den doble støtteskoen kan ikke endre retning under utgraving, men den er mindre påvirket av geologiske endringer og har god rett-linjeytelse.