La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria.
[1] Se distinguen dos grandes grupos: los topos y los escudos, aun cuando también existen tuneladoras mixtas como las que excavan actualmente la línea 9 del Metro de Barcelona.
Los topos son tuneladoras diseñadas para excavar rocas duras o medianas, sin demasiadas necesidades de sostenimiento.
La reacción producida se transmite al hastial del túnel mediante los grippers (fuerza de anclaje).
Los escudos son tuneladoras diseñadas por excavar rocas blandas o suelos, terrenos que necesitan sistemáticamente la colocación de un sostenimiento.
Seguidamente está todo el sistema de perforación: primero los cilindros perimetrales (con un recorrido entre 1,20 y 1,50 m).
De esta manera los rendimientos alcanzados con este sistema son mucho mayores que con un escudo simple.