螺旋分级机在负压的作用下，气体从两侧进风口进入送料筒，逐渐上升并在下锥体的导流作用下进入分级室，然后从出风口排出。
粉料经喂料管进入送料管，物料在下落过程中碰到固定于送料管 、位于喂料管出料口下端的物料分散锥后被均匀分散, 粉体物料沿着锥体四周下落，形成薄层料帘往下落，来自送料筒的上升气流将料帘冲散后，形成含料气流，进入分级室。在送料筒中，物料中的块状粗颗粒由于受到重力大于气体的携带力而被分离掉，下掉粗颗粒中携带的细颗粒将被送料筒底部的粗粉流化清洗装置清洗而再次被上升气流带入分级室内。在分级室内部，笼型转子在传动系统的带动下，绕着主轴高速旋转，在转子叶片间形成高强度的强制旋转涡流。含料气体在导流叶片的导流作用下，进入导流叶片与笼型转子之间的环形空间，部分粗颗粒将在“L”形导流叶片的惯性预分级作用下在进入分级区前被分离进入粗粉集料锥。
即将被分级的矿物颗粒进入转子叶片的强制旋转涡流区后，会受到气体作用力（主要为曳力）、离心力和重力的共同作用，根据固体颗粒在气流中的受力方式可知，粗颗粒由于受到离心力的影响大于气体自身重力的作用，被抛向“L”形导流叶片的凹陷区后受到气流影响较小，在自身重力的作用下落入粗粉集料锥中；较细的颗粒则由于受到气体作用力影响大于离心力而随气流进入笼型转子内部，随后从出风口（细粉出口）排出，作为成品被收集。
通过调节笼型转子的转速来改变分级室内强制旋转涡流的强度，以调节离心力对颗粒在分级过程中的影响，从而达到通过调节转子转速来获得不同颗粒细度要求的成品。
