Urbjmašīnas darbības princips ir balstīts uz trīs mehānismiem: secīgu savienojumu, griezes momenta koordināciju un vadāmu gājienu. Pirmkārt, urbšanas stadijā vārpsta virza urbi, lai tas grieztos lielā ātrumā un padotos aksiāli pa iestatīto padeves ātrumu. Materiāls tiek noņemts, griežot urbja griezējmalu, veidojot cilindrisku caurumu vai aklo caurumu. Kad urbšanas dziļums sasniedz iepriekš iestatīto vērtību, vadības sistēma automātiski aktivizē instrumenta maiņas vai režīma pārslēgšanas darbību-daži modeļi izmanto dubultās-vārpstas struktūru, urbšanas vārpsta un vītņgriezes vārpsta darbojas neatkarīgi; izplatītākajos modeļos tiek izmantots iekšējais sajūga mehānisms vai servo atpakaļgaitas ierīce, lai pārslēgtu vārpstu no liela -ātruma, zema- griezes momenta stāvokļa uz zemu-ātrumu, lielu{8}}griezes momentu, vienlaikus mainot vai pārslēdzot uz krānu.
Vītņgriezes stadijā vārpsta griežas un aksiāli sinhroni pārvietojas ar ātrumu, kas precīzi atbilst solim un padeves ātrumam, liekot krānam nogriezt standarta iekšējo vītni pa spirālveida trajektoriju urbtajā caurumā.
Visā procesa laikā vārpstas griešanās leņķis, padeves nobīde un atgriezeniskā saite ir stingri savienota, lai nodrošinātu pilnīgu vītnes profilu, precīzu soli un gludu virsmu.
