1、盾壳
盾壳由切口环、支承环、钢板束、盾尾等部分通过焊接、铆接、螺栓连接组成。主要作用是：承受地层压力，起临时支护作用，保护设备及操作人员安全，承受千斤顶水平推力，使盾构在土层中前进，同时也是各机构的骨架与基础。
2、切口环
为盾构最前面的一个具有刚度和强度的铸钢或焊接环。前端切成锐角，便于切入地层，环周有加强筋，将千斤顶水平推力传至钢壳上。
3、支承环
与切口环相似是盾构受力的主要部分，是具有一定厚度的铸钢件，由环状加强筋、纵向加强筋、外壳所组成。环状加强筋焊在支承环两端，纵向加强筋焊在环状加强筋之间，盾构千斤顶安在上面。
支承环内设竖向和水平向立柱与横梁，形成井形隔架，第二层上设置工作平台。
4、钢板束
主要作用是保护开挖、掘进、衬砌装置。由两层钢板铆接而成，分块包在支承环和切口环外面，伸出部分为盾尾。
5、盾尾
盾尾由环状外壳与安装在内侧的密封装置构成，其作用是支承隧道周边，防止地下水、开挖面泥浆、泥土与注浆材料被挤入隧道内。盾尾是进行衬砌组装的地方，其长度取决于衬砌形式。
6、盾尾密封
盾尾密封是为了防止注浆材料、地下水和开挖面泥浆与泥土从钢壳面板和管片外围流入盾构机而设置的。由于盾构保持不断推进，盾尾内壁与衬砌管片外圈结合处摩擦力很大，极容易将密封损坏。
盾尾密封采用三道钢丝刷加密封脂密封方式。在钢丝刷之间压入密封油脂来承受地下高压泥水。始发前10 环，每环都注入密封油脂，随后每隔10 环注到第100 环，过了试验段每50 环或100 环注入密封油脂。遇到特殊情况，如密封不好时，在施工中要注意保证随时补充密封油脂。
7、开挖机构
开挖机构由切削刀盘、刀盘支承与密封系统、刀盘驱动系统、泥土仓等部分组成。
8、切削刀盘
盾构刀盘是开挖机构的主要部件。它直接与开挖面土壤接触，通过推进液压油缸的作用，使盾构刀盘向前推进，刀具切入土层，由驱动装置使刀盘旋转，刀盘把土壤切削下来，隧道向前掘进。
9、切削刀具
切削刀具是开挖机构的关键零件。为了适应本区间土壤、提高强度、增加效率、便于更换，盾构上设计、安装了两种刀具。
一种是普通割刀，用螺栓固定在刀盘面肋板上，割刀上配置硬质合金，增加刀具耐磨性能，使刀具能够在一个区间的施工中不需要更换。
另一种是超挖刀，主要适用于特殊情况。
10、刀盘支承与密封系统
刀盘支承采用中间支承式。
刀盘回转密封主要用来保持轴承润滑脂，防止泥沙、地下水、外加剂侵入刀盘轴承。由内外两组多个唇型密封组成。
11、刀盘驱动系统
刀盘驱动是盾构机的主驱动，它由8 个液压马达驱动。液压马达具有能够适应启动、开挖时所必须的瞬时扭矩的特点。
12、密封隔板与气闸
切削仓为密封仓。切削仓与操作仓之间设立密封隔板。密封隔板设置气压管路、泥浆管路、出土闸门等装置，以便于排送、维护。
密封隔板上部设置人闸，需要人员进入密封仓内排除故障、更换刀具时，应先向密封仓充压（最大为0.25Mpa 的压缩空气），使渣土易于排尽、开挖面稳定及止水。通过人闸逐步加压或减压过渡。
13、管片运送与拼装机构
随着盾构向前推进，隧道的永久支护—钢筋混凝土管片需要同时拼装。在地面预制好的钢筋混凝土管片通过工作井、轨道运输车运送到盾构尾部工作面，由管片安装机械手安装。管片为每环6 片，最大块重量为3.2 吨。
管片安装机械手以液压为动力，具有6 个自由度，可以将各管片调整到适当位置，保证拼装精度，保证待装配的管片的螺栓孔与已拼装好的管片的螺栓孔对好，以便螺栓安装与固定。
14、推进机构
盾构在土层中掘进，主要是靠安装在支承环内的推进机构完成的。推进机构主要由液压油缸（千斤顶）、和相关液压设备构成，以衬砌管片为支承座。由于盾构内部空间狭窄，安装条件恶劣以及盾构工作情况和其它机械不同，要求液压油缸体积小、质量轻、结构简单、便于安装和布置、同步性能好、有必要的防护装置，避免灰尘、泥水、砂浆混入油内或千斤顶内。
推进油缸沿圆周对称均匀分布，共22 台。每个油缸的推力为1500kN，总推力33000kN。 3 个长油缸推进行程1860mm，18 个短油缸推进行程为1200mm。
推进油缸可以分为4 组，四个缸组同时动作，盾构直线前进。
如果按照规定分别动作，就可获得盾构的调向动作。
15、排送机构
排送机构主要由螺旋输送机、皮带输送机、出土轨道车、提升与上部运输设备、泥浆（泡沫）注入设备等主要部件组成。
螺旋输送机由液压马达驱动，功率为74kw。其直径为702mm，斜置式，进土口在切削仓下部，排土口在 皮带输送机上部。排土口设液压控制排土闸，控制出土快慢、排土量，由此控制掘进速度、控制地表沉降。
皮带输送机起中间传送作用，液压驱动，功率为15kw，皮带速度为1.2m/s，总程度52 米。
泥浆（泡沫）注入设备是将在地面配置好的泥浆（或泡沫）泵送注入切削仓，改善砂性渣土的密水性和流动性。
16、壁后注浆系统
壁后注浆系统主要由地面壁后泥浆制造设备、运输车、驳接泵、盾构自动壁后注浆设备等所组成。
壁后注浆主要防止隧道周围地基变位、提高隧道止水性能、确保管片衬砌的早期稳定性。
17、电力、液压动力站
盾构机械的动力装置主要是电力、液压动力装置。这些装置设在动力站里，动力站设在紧随盾构的后续台车上。动力站由变压器、配电盘、控制台、液压油泵组及液压油箱、液压控制阀、冷却系统等所组成。液压系统将电力转换为液压动力，通过液压压力、流量、方向阀等控制元件，精确控制掘进开挖、管片安装、以及其它动作。
由于盾构机需要电力功率较大，隧道开挖较长，为了防止洞外输入电压降增大，主变压器必须跟随盾构机进洞，一起向前移动，主变压器容量为800KVA。
18、辅助设备
盾构始发、调头车架
盾构始发车架放置在始发井内，主要在安装盾构、安装完毕后刚开始进洞时使用。
盾构调头车架放置在接收井内，主要用于盾构在站内调头。
后续台车设备
后续台车设备有：动力组台车、操作控制设备、同步注浆设备、集中润滑与密封脂泵等。这些是与盾构连接在一起的。
盾构机监控系统
为了防止出现地基变位、产生较大的沉降，采用自动监测系统对盾构机及其工作区域进行环境监测。
采用激光测量装置来掌握盾构机是否有俯仰、偏转、侧倾等。
防止盾构机产生水平、垂直等方向上的偏移。
通风、运输设备
通风采用轴流式通风机。
隧道运输采用轨道车方式，由电机车、运浆车、运土车、管片车、材料车等组成。
其它设备
其它辅助设备还有地下通讯设备、洞内照明装置等。
盾构机按掘进模式可以分为密闭式、开放式。
开放式适用于地层条件自立性好、且无地下水的地层。而密闭式掘进模式适用于地层自立条件较差、地下水较丰富的地层，因为采用密闭式掘进可以有效地保证开挖面的自立与稳定。
密闭式盾构机分为泥水加压式、土压平衡式两种，代表了不同的出土方式和不同工作面土体平衡方式的特点。
这两种盾构是目前世界上最常用的最先进的两种盾构形式，但适用地质与范围有较大区别。泥水加压式盾构施工所产生的大量泥浆必须经过地面设备进行处理，泥浆处理设备较为庞大，占地面积很大，许多城市建筑物稠密，难以提供较大的空旷的施工场所。
目前在城市软土地层中修建地铁隧道，多采用土压平衡盾构机械。
土压平衡盾构机械能适应较大的土质范围与地质条件，能用于多种复杂的土层，施工速度较高，比泥水式盾构价格低廉，易控制沉降并能实现自动监测与控制。对于含砂量较大的土层，土压平衡盾构的加泥装置可以根据土质，选用膨润土、CMC、粘土、高吸水树脂、发泡剂等添加材料，将其注入开挖面和泥土仓。通过搅拌机构将添加材料与开挖土砂的强力搅拌，将开挖土砂变成塑性流动性、防渗性的泥土，这种泥土充满土室和螺旋输送机内，通过盾构液压油缸的推力使泥土受压，使与开挖面土压和水压平衡，稳定开挖面。
土压平衡盾构的基本工作原理为：
1）盾构机的掘进
液压马达驱动切削刀盘旋转，同时开启盾构液压油缸（千斤顶），将盾构向前推进。切削下来的土渣进入泥土仓。随着油缸的向前推进、刀盘的持续旋转，土渣充满泥土仓。根据地质情况决定是否注入添加材料来改善土渣流动性与防渗性。然后开动螺旋输送机，将切削下来的土渣排送至运输皮带上，通过输送皮带将土渣输送至运土轨道车上，通过竖井运至地面。
2）控制排土量与排土速度
排土量与排土速度的控制，关系到开挖面的稳定。当泥土仓与螺旋输送机中的土渣积累到一定数量时，开挖面被切下的土渣经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当这个阻力足以抵抗土层的土压力和地下水的水压力时，开挖面就能保持相对稳定而不致坍塌。这时只要保持从螺旋输送机与泥土仓中输送出去的土渣量与切削下来的流入泥土仓中的土渣量相平衡，开挖工作就能顺利进行。土压平衡盾构就是通过土压管理来保持土压力或土渣量的相对平衡与稳定来进行工作的。
土压力与土渣量的相对平衡用三种方式来保证，一是推进油缸速度不变，改变螺旋输送机的转速和闸门开口度；二是螺旋输送机的转速与闸门开口度不变，改变 推进油缸推进速度；三是两个同时适当调整。
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