يعتمد مبدأ العمل لآلة الحفر والتنصت على ثلاث آليات: الارتباط المتسلسل، وتنسيق عزم الدوران، والسكتة الدماغية التي يمكن التحكم فيها. أولاً، في مرحلة الحفر، يقوم المغزل بتحريك لقمة الحفر للدوران بسرعة عالية والتغذية محوريًا على طول معدل تغذية محدد. تتم إزالة المواد عن طريق عملية القطع لحافة القطع لقمة الحفر، مما يشكل فتحة أسطوانية من خلال الثقب أو الثقب المسدود. عندما يصل عمق الحفر إلى القيمة المحددة مسبقًا، يقوم نظام التحكم تلقائيًا بتشغيل تغيير الأداة أو إجراء تبديل الوضع-تستخدم بعض الطرز هيكل عمود دوران مزدوج-، حيث يعمل عمود دوران الحفر ومغزل النقر بشكل مستقل؛ تستخدم النماذج الأكثر شيوعًا آلية القابض الداخلي أو جهاز عكسي مؤازر لتحويل المغزل من حالة عزم الدوران -السرعة العالية والمنخفضة- إلى حالة عزم الدوران-السرعة المنخفضة والعالية-، مع التغيير أو التبديل إلى الصنبور في نفس الوقت.
في مرحلة النقر، يدور المغزل ويتحرك بشكل متزامن محوريًا بسرعة تتطابق بدقة مع درجة الصوت ومعدل التغذية، مما يتسبب في قطع الصنبور لخيط داخلي قياسي على طول مسار حلزوني داخل الحفرة المحفورة.
طوال العملية، زاوية دوران المغزل، إزاحة التغذية، وردود الفعل من عزم الدوران تقترن بشكل صارم لضمان ملف تعريف الخيط الكامل، خطوة دقيقة، وسطح أملس.
