Den grundlæggende struktur af en tunnelboremaskine (TBM) omfatter: En udgravningssektion (klippehoved, dens hovedaksel og drivenhed); en udgravningsreaktionsstøttesektion (støttesko); og en avanceret sektion (advance jacks).
Under drift gentages følgende handlinger: Udvid støtteskoene for at fastgøre maskinlegemet til tunnelvæggen; drej skærehovedet og aktiver donkraftene for at fremføre; efter et slag trækkes støtteskoene tilbage, flyttes dem fremad og vende tilbage til startpositionen.
Skærehovedets struktur: Sfæriske skærehoveder og plane skærehoveder: Skærehoveder er arrangeret med mellemrum foran på skærehovedet. Generelt er der centerskærere, frontskærere (udgravningsfladeskærere) og sideskærere. Afstanden mellem skæreknivene afhænger af skærekutternes belastningskapacitet, klippestyrken og målet om daglige tunnelfremskridt. På den ydre omkreds er de arrangeret i en bestemt vinkel, for at forhindre skærelegemerne i at flyve af skærehovederne, og skæretværsnit- af skærehovedet er bueformet-. Dette er betydningen af "sfærisk". I dette tilfælde bruges sideskærerne på samme måde som de forreste skæreknive.
For at undgå installation af specielle kantskærere kan der anvendes fladskærere. Nylige tendenser understreger fræsernes udskiftelighed, hvilket fører til øget brug af sfæriske fræsere.
Perifert understøttede og central spindeltype skærehoveder: Perifert understøttede skærehoveder består af en cylindrisk krop og en hovedramme. De bruger lejer med stor-diameter og har en stor-perifer støttestruktur, der kan åbnes på bagsiden. Udgravet sten løftes fra hullerne på den ydre omkreds af skærehovedet ved hjælp af hovedrammen som tragt og transporteres til udgravningsanordningen. Dette skærehoveddesign svarer til det, der bruges i tunnelboremaskiner (TBM'er) til blød klippe. Det er yderst effektivt under sammenklappelige geologiske forhold. Kutterfremspringet kan være relativt lille, og fræsere kan udskiftes indvendigt. Skærehoveder af central spindeltype er cirkulære pladestrukturer med en central spindel understøttet af lejer med små -diameter. Knivhovedet er monteret på en cirkulær plade. Muld opsamles af skrabere placeret på den ydre periferi af skærehovedet og derefter føres til affaldsbortskaffelsesanordningen fra oven via tragte på den ydre periferi.
Kutterhovedet er monteret på en sadel foran på pladen. Fordi den ikke er begrænset af en hovedaksel, er dens konfiguration relativt fleksibel. Denne struktur bruges almindeligvis i åbne-TBM'er. Mødudledningsåbningen er dog begrænset, så afhængig af geologiske forhold er den muligvis ikke effektiv til bortskaffelse af affald. Klippehovedet drives af en drivmotor, der er placeret på bagsiden af TBM'en, og som bruger skærehovedets hovedaksel som drivaksel.
Støttesko-konfigurationen tjener som en reaktionskraft under fremdrift; denne reaktionskraft er fremdriftskraften og skærehovedets drejningsmoment. For fuldt ud at modstå denne reaktionskraft og undgå at beskadige tunnelvæggene, bør den gøres så stor som muligt for at reducere jordingstrykket. Typisk er jordingstrykket 3-5 MPa. Støttesko til dette formål kaldes hovedstøttesko; der findes også forskellige støttesko til formål som vibrationskontrol og retningskontrol.
Shield-TBM-støttesko: I TBM'er af shield-type er der hovedstøttesko (hale) og ansigtsstøttesko (foran), der bruges til fremdriftsreaktion. De vigtigste støttesko er generelt arrangeret parvis vandret til venstre og højre, men i tilfælde med stor-diameter er der nogle gange arrangeret 4 til 5 omkring omkredsen.
Åben-TBM-støttesko: Der er to typer: enkelt støttesko og dobbelt støttesko. Enkeltstøtteskotypen har et par støttesko på venstre og højre side af fjernbjælken. Dette kan rumme ændringer i fjernlysets orientering under fremdrift.
Den dobbelte støttesko har et par støttesko foran og et par bagpå. De forreste støttesko kan have 4 (X--formet), 2 eller 3 (T--formet).
Retningskorrektion udføres før støtteskoene monteres i begge typer, men i enkeltstøtteskotypen kan retningen ændres under udgravning.
Den dobbelte støttesko kan ikke ændre retning under udgravning, men den er mindre påvirket af geologiske ændringer og har en god lige-lineydelse.