無心磨床是一種特殊的外圓磨床。在磨削外圓工件時，工件不用頂尖來定心和支承，而是直接將工件放在砂輪和導輪之間，由托板支承，工件被磨削的外圓面作定位面。砂輪和導輪的旋轉方向相同，但由于磨削砂輪的圓周速度很大，通過切磨削力帶動工件旋轉，但導輪則依靠磨擦力限制工件旋轉，使工件的圓周線速度基本上等于導輪的線速度，從而在磨削輪和工件間形成很大的速度差，產生磨作用。改變導輪的轉速，便可調節工件的圓周進給速度。
它沒有床頭箱和尾架，而是由托板和導輪支持工件，用砂輪進行磨削。托板的上表面傾斜30°~ 50°，使工件靠切削力緊緊壓在導輪上，導輪軸線相對于砂輪軸線有一傾斜角度α（1~5°）。導輪低速轉動靠摩擦力帶動工件旋轉。由于傾斜角的存在，導輪與工件接觸點處的速度V導方向是斜的，它可分為兩個速度分量：一個是V工使工件旋轉，另一個是V進，無心磨床使工件產生軸向進給運動。 V進=V導sinα. V工=V導cosα.
式中：V導 ——導輪的圓周速度 （m/s）. V工 ——工件的圓周速度 (m/s) .
V進 ——工件的軸向進給速度 （m/s） . 一般情況下，V導選0.166~0.5m/s。
由于導輪軸線與砂輪軸線有一傾斜角α，工件與導輪不是線接觸。為使工件與導輪保持線接觸，導輪的形狀就不應是圓柱形，而應將其做成雙曲面形。為此修正砂輪時，金剛石筆的運動應根據角α加以調整。
由于磨削工件時不用頂尖支撐，所以工件磨削長度不受頂尖限制，又因磨削時工件被支持在導輪和砂輪之間，不會被磨削力頂彎，所以可磨削細長工件。無心磨床磨削生產效率高，易于實現自動化，因此，多用于成批大量生產中磨削銷軸等小零件或磨削細長光軸。
