Ultradrobny rozdrabniacz działa w oparciu o szereg mechanicznych i fizycznych zasad zapewniających dokładne rozdrobnienie materiałów. W pierwszej kolejności materiał jest podawany do młyna poprzez lej zasypowy. Rozdrabniacz wyposażony jest w szybkoobrotowy rotor lub tarczę mielącą. Gdy wirnik obraca się z dużą prędkością, wytwarza dużą siłę odśrodkową.
Materiał jest następnie rzucany na wewnętrzną ściankę komory mielenia lub na inne media mielące. To uderzenie i tarcie między materiałem a powierzchniami szlifującymi rozbija materiał na mniejsze cząstki. W niektórych ultradrobnych młynach mogą występować także systemy przepływu powietrza wspomagające proces mielenia. Strumień powietrza może pomóc w zawieszeniu materiału w komorze mielenia, zapewniając lepszy kontakt pomiędzy materiałem a elementami mielącymi.
Ponadto konstrukcja komory mielenia i kształt elementów mielących są zoptymalizowane, aby zapewnić wydajne mielenie. Ciągła interakcja między materiałem a składnikami mielącymi, wraz z dużą prędkością obrotową i odpowiednim przepływem powietrza, prowadzi do stopniowego zmniejszania wielkości cząstek, aż do uzyskania pożądanego ultradrobnego proszku.
Ogólnie rzecz biorąc, zasada działania ultradrobnego rozdrabniacza łączy siły mechaniczne, uderzenia, tarcie, a czasem przepływ powietrza, aby przekształcić surowce w ultradrobne proszki o kontrolowanej wielkości cząstek do różnych zastosowań w branżach takich jak farmaceutyka, kosmetyki i materiały nauka.