המפרק האולטרה-דק פועל על בסיס סדרה של עקרונות מכניים ופיזיקליים כדי להשיג טחינה עדינה של חומרים. ראשית, החומר מוזן לתוך הפורפר דרך היכל הזנה. הפורפר מצויד ברוטור מסתובב במהירות גבוהה או בדיסק טחינה. כשהרוטור מסתובב במהירות גבוהה, הוא יוצר כוח צנטריפוגלי חזק.
לאחר מכן, החומר נזרק כנגד הקיר הפנימי של תא הטחינה או כנגד אמצעי טחינה אחרים. ההשפעה והחיכוך בין החומר לבין משטחי הטחינה מפרקים את החומר לחלקיקים קטנים יותר. בחלק מהמכתשים עדינות במיוחד, עשויות להיות גם מערכות זרימת אוויר המסייעות בתהליך הטחינה. זרם האוויר יכול לעזור להשעות את החומר בתא הטחינה, ולקדם מגע טוב יותר בין החומר לבין אלמנטי הטחינה.
יתר על כן, העיצוב של תא הטחינה וצורת אלמנטי ההשחזה מותאמים להשגת השחזה יעילה. האינטראקציה המתמשכת בין החומר לרכיבי הטחינה, יחד עם הסיבוב במהירות הגבוהה וזרימת האוויר המתאימה, מובילים להפחתה מתקדמת בגודל החלקיקים עד לקבלת האבקה האולטרה-עדינה הרצויה.
בסך הכל, עיקרון העבודה של המכתש הדק במיוחד משלב כוחות מכניים, פגיעה, חיכוך ולעיתים זרימת אוויר כדי להפוך חומרי גלם לאבקות עדינות במיוחד עם גדלי חלקיקים מבוקרים עבור יישומים שונים בתעשיות כמו תרופות, קוסמטיקה וחומרים מַדָע.