機械密封的工作原理是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。
常用機械密封結構如圖1所示。由靜止環(靜環)1、旋轉環(動環)2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉環輔助密封圈6和靜止環輔助密封圈8等元件組成，防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環轉動。旋轉環和靜止環往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環或非補償還。
機械密封中流體可能泄漏的途徑有如圖1中的A、B、C、D四個通道。
C、D泄漏通道分別是靜止環與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封。B通道是旋轉環與軸之間的密封，當端面摩擦磨損后，它僅僅能追隨補償環沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為補償環的旋轉環或靜止環輔助密封，有時采用兼備彈性元件功能的橡膠、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結構。
A通道則是旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關鍵。因此，對密封端面的加工要求很高，同時為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜，必須嚴格腔制端面上的單位面積壓力，壓力過大，不易形成穩定的潤滑液膜，會加速端面的磨損;壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能又有足夠壽命，在設計和安裝機械密封時，一定要保證端面單位面積壓力值在最適當的范圍。
機械密封與軟填料密封比較，有如下優點：
①密封可靠在長周期的運行中，密封狀態很穩定，泄漏量很小，按粗略統計，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100;
②使用壽命長在油、水類介質中一般可達1～2年或更長時間，在化工介質中通常也能達半年以上;
③摩擦功率消耗小機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%;
④軸或軸套基本上不受摩損;
⑤維修周期長端面磨損后可自動補償，一般情況下，毋需經常性的維修;
⑥抗振性好 對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感;
⑦適用范圍廣機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速，以及各種腐蝕性介質和含磨粒介質等的密封。
但其缺點有：
①結構較復雜，對制造加工要求高;
②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術水平;
③發生偶然性事故時，處理較困難;
④一次性投資高。
