设计原理是将圆周运动转换为直线运动，由主电动机出力，带动飞轮，经离合器带动齿轮。曲轴（或偏心齿轮）、连杆等运转，来达成滑块的直线运动，从主电动机到连杆的运动为圆周运动。连杆和滑块之间需要有圆周运动和直线运动的转接点，其设计上大致有两种机构，一种为球型，一种为销型（圆柱型），经由这个机构将圆周运动转换成滑块的直接运动。

冲床对材料施加压力，使其塑性变形，而得到所要求的形状与精度，因此必须配合一组模具（分上模和下模），将材料置于其间，由机器施加压力，使其变形，加工时施加于材料的力造成反作用力，由冲床机械本体所吸收。