De basisstructuur van een tunnelboormachine (TBM) omvat: een graafgedeelte (freeskop, hoofdas en aandrijfeenheid); een graafreactiesteungedeelte (steunschoenen); en een voorwaartse sectie (vooruitgangsaansluitingen).
Tijdens bedrijf worden de volgende acties herhaald: breid de steunschoenen uit om het machinelichaam aan de tunnelwand te bevestigen; draai de messenkooi en activeer de vijzels om vooruit te gaan; trek na één slag de steunschoenen terug, verplaats ze naar voren en keer terug naar de startpositie.
Structuur van de messenkooi: Bolvormige messenkoppen en vlakke messenkoppen: De messen zijn op onderlinge afstanden aan de voorzijde van de messenkooi aangebracht. Over het algemeen zijn er centrale snijmessen, voorste snijmessen (uitgravingsvlaksnijmessen) en zijsnijmessen. De afstand tussen de snijmessen hangt af van het draagvermogen van de snijmessen, de sterkte van het gesteente en de beoogde dagelijkse tunnelvoortgang. Om te voorkomen dat de snijlichamen van de snijkoppen wegvliegen, zijn ze aan de buitenrand onder een bepaalde hoek geplaatst en is de snijdwars-doorsnede van de snijkop boog-vormig. Dit is de betekenis van "sferisch". In dit geval worden de zijsnijmessen op dezelfde manier gebruikt als de voorste snijmessen.
Om het installeren van speciale kantenmessen te voorkomen, kunnen platte messen worden gebruikt. Recente trends benadrukken de uitwisselbaarheid van messen, wat leidt tot een toenemend gebruik van bolvormige messen.
Perifeer ondersteunde en centrale spindelmaaikoppen: Perifeer ondersteunde maaidekken bestaan uit een cilindrisch lichaam en een hoofdframe. Ze maken gebruik van lagers met een grote-diameter en zijn voorzien van een grote-openende perifere steunstructuur aan de achterkant. Uitgegraven steen wordt uit de gaten aan de buitenomtrek van de snijkop getild, waarbij het hoofdframe als trechter wordt gebruikt, en naar het graafapparaat getransporteerd. Dit ontwerp van de freeskop is vergelijkbaar met dat van tunnelboormachines (TBM's) voor zacht gesteente. Het is zeer effectief in opvouwbare geologische omstandigheden. Het uitsteeksel van het mes kan relatief klein zijn en de messen kunnen intern worden vervangen. Maaidekken van het centrale spindeltype zijn cirkelvormige plaatconstructies met een centrale spindel, ondersteund door lagers met een kleine- diameter. De messenkooi is op een ronde plaat gemonteerd. Het vuil wordt verzameld door schrapers die zich aan de buitenrand van de messenkooi bevinden en vervolgens van bovenaf naar de afvalverwerkingsinrichting gevoerd via trechters aan de buitenrand.
De messenkop is gemonteerd op een zadel aan de voorzijde van de plaat. Omdat het niet wordt beperkt door een hoofdas, is de configuratie ervan relatief flexibel. Deze structuur wordt vaak gebruikt in TBM's van het open-type. De opening voor het afvoeren van mest is echter beperkt, dus afhankelijk van de geologische omstandigheden is het mogelijk dat deze niet effectief is voor het afvoeren van afval. De messenkooi wordt aangedreven door een aandrijfmotor aan de achterzijde van de TBM, waarbij de hoofdas van de messenkooi als aandrijfas wordt gebruikt.
De steunschoenconfiguratie dient als reactiekracht tijdens de voortstuwing; deze reactiekracht is de voortstuwingskracht en het snijkopkoppel. Om deze reactiekracht volledig te kunnen weerstaan en schade aan de tunnelwanden te voorkomen, moet deze zo groot mogelijk worden gemaakt om de aardingsdruk te verminderen. Normaal gesproken bedraagt de aardingsdruk 3–5 MPa. Steunschoenen voor dit doel worden hoofdsteunschoenen genoemd; Ook zijn er diverse steunschoenen voor onder meer trillingsbeheersing en richtingscontrole.
Schild-type TBM-steunschoenen: In schild-type TBM's zijn er hoofdsteunschoenen (staart) en gezichtssteunschoenen (voorkant) die worden gebruikt voor de voortstuwingsreactie. De hoofdsteunschoenen zijn over het algemeen paarsgewijs horizontaal aan de linker- en rechterkant gerangschikt, maar in gevallen met grote- diameters zijn er soms 4 tot 5 rond de omtrek gerangschikt.
Open-type TBM-steunschoenen: er zijn twee typen: enkele steunschoen en dubbele steunschoen. Het type enkele steunschoen heeft een paar steunschoenen aan de linker- en rechterkant van de hoofdbalk. Dit kan veranderingen in de oriëntatie van het grootlicht tijdens de voortstuwing opvangen.
Het type dubbele steunschoen heeft een paar steunschoenen aan de voorkant en een paar aan de achterkant. De voorste steunschoenen kunnen 4 (X--vormig), 2 of 3 (T--vormig) hebben.
Bij beide typen wordt richtingscorrectie uitgevoerd voordat de steunschoenen worden geïnstalleerd, maar bij het type enkele steunschoen kan de richting tijdens het uitgraven worden gewijzigd.
Het type dubbele steunschoen kan tijdens het uitgraven niet van richting veranderen, maar wordt minder beïnvloed door geologische veranderingen en presteert goed in rechte- lijnen.