实验密炼机的工作原理与普通密炼机相似，都设有一对特定形状并相对回转的转子。在炼胶工序时，生胶或其他物料从加料斗加入后，首先落入两个相对回转的转子上部。在上顶栓的压力下及摩擦力的作用下，物料被带入两个转子的间隙中受到捏炼作用。再由下顶栓的突棱将胶料分开为两部分，分别随着转子的回转通过转子表面与密炼室正面壁之间的间隙，在此受到强烈的机械剪切撕捏作用后，到达密炼室的上部。在转子不同速度的影响下，两股胶料以不同速度汇合在两转子上部，又进入两转子间隙中循环反复进行。