Princíp činnosti vŕtačky a závitorezného stroja je založený na troch mechanizmoch: sekvenčné prepojenie, koordinácia krútiaceho momentu a ovládateľný zdvih. Po prvé, vo fáze vŕtania, vreteno poháňa vrták, aby sa otáčal vysokou rýchlosťou a posúval sa axiálne pozdĺž nastavenej rýchlosti posuvu. Materiál sa odstraňuje rezaním reznej hrany vrtáka, čím sa vytvorí valcový priechodný otvor alebo slepý otvor. Keď hĺbka vŕtania dosiahne prednastavenú hodnotu, riadiaci systém automaticky spustí výmenu nástroja alebo prepnutie režimu-niektoré modely používajú dvojitú{4}}štruktúru vretena, pričom vŕtacie vreteno a závitovacie vreteno fungujú nezávisle; bežnejšie modely používajú vnútorný spojkový mechanizmus alebo servo reverzné zariadenie na prepnutie vretena z vysokej{5}}otáčky, nízkeho-krútiaceho momentu do stavu nízkej{7}}rýchlosti, vysokého{8}}krútiaceho momentu, pričom sa súčasne mení alebo prepína na kohútik.
Vo fáze závitovania sa vreteno otáča a pohybuje axiálne synchrónne rýchlosťou presne prispôsobenou stúpaniu a rýchlosti posuvu, čo spôsobuje, že závitník vyreže štandardný vnútorný závit pozdĺž špirálovej trajektórie vo vyvŕtanom otvore.
Počas celého procesu sú uhol natočenia vretena, posun posuvu a spätná väzba krútiaceho momentu prísne spojené, aby sa zabezpečil úplný profil závitu, presné stúpanie a hladký povrch.
