无重力混合机是充分利用对流混合原理，即利用物料在混合器内的上抛运动形成流动层，产生瞬间失重，使之达到混合效状态。其混合过程如图。在流动层领域中，物料以一定圆周速度克服离心力，在具有特定角度的桨叶作用下由A移到B，同时机内的移动叶片把它送到C，具有同样特定角度的桨叶再把它送到D，然后由D回到A；并且，物料在特定的重叠叶片作用下，进行轴向移动，实现在全方位范围内进行混合。

主要靠机械搅拌器、气流和待混液体的射流等，使待混物料受到搅动，以达到均匀混合。搅动引起部分液体流动，流动液体又推动其周围的液体，结果在溶器内形成循环液流，由此产生的液体之间的扩散称为主体对流扩散。搅动引起的液体流动速度很高时，在高速液流与周围低速液流之间的界面上出现剪切作用，从而产生大量的局部性漩涡。这些漩涡迅速向四周扩散，又把更多的液体卷进漩涡中来，在小范围内形成的紊乱对流扩散称为涡流扩散。混合时要求所有参与混合的物料均匀分布。

电机通过减速机、齿轮带动两根主轴以一定的速度作等速反向转动，以一定角度安装在主轴上的桨叶将一部分物料抛洒到整个容器空间，在一定的圆周速度下，物料在失重的状态下，形成流层的混合，同时物料在桨叶的作用下轴向和径向运动，从而在容器内形成复合循环。因此，在极短的时间内可以达到均匀的混合。进行固液混合时，液体由装在顶部的喷嘴雾化喷入。