原理
超高壓均質機主要由高壓均質部件和增壓機構構成。高壓均質部件的內部具有特別設計的幾何形狀，在增壓機構的作用下，超高壓物料快速的通過均質腔，物料會同時受到高速剪切、高頻震蕩、空穴現象和對流撞擊等機械力作用和相應的熱效應，由此引發的機械力及化學效應可誘導物料大分子的物理、化學及結構性質發生變化，最終達到均質的效果。
高壓均質閥
在1900年第一臺牛奶均質機出現，此時均質機采用閥的形式，如左圖所示，均質閥原來設計是用來均質牛奶用的，牛奶在均質閥加速撞擊到均質閥芯，被撞碎成更小的乳滴。后期經過改進以用在超高壓均質機上。高壓均質閥一般采用的材料是碳化鎢和陶瓷。歐州的均質機發展較早，都采用均質閥的形式。國內的超高壓均質機仿效國外也是均質閥的形式。均質閥的作用主要是撞擊、其次是空穴作用。
高壓均質腔
均質閥的均質能力有限，難以生產超小納米級的顆粒，其中空穴作用產生乳劑的破乳，從而降低制藥乳劑的穩定性。 隨著對納米材料的需求和制藥乳劑的出現，近二十年來，新的均質形式發展起來，通常稱為均質腔。在均質腔中，待處理的物料被加速為兩束，并形成高速的射流，相互對撞從而將物料粉碎，如同下圖粒子對撞機原理。對射流型的均質腔相比早期的均質閥在效率上有了進一步提高，同時沒有空穴作，在制藥乳劑上取得了很大的應用。金剛石材料被采用進均質腔，進一步提高均質腔的壽命，稱為對射流金剛石交互容腔。目前主要由美國的Genizer和microfluidics公司生產對射流金剛石交互容腔。因為制藥行業對均質機的要求較高，性能優越對射流金剛石交互容腔占據了美國制藥行業的90%以上。
控溫型高壓均質腔
超高壓均質機相對于高壓均質機的的壓力得到大大的提升，隨時而來，均質腔的降溫也成了一個難題。由于超高壓均質機產生的高溫，超過30000psi均質效果已不隨壓力而提升，可控溫型的超高壓金剛石交互容腔發展起來以減少高溫引起的大顆粒含量和乳劑穩定型的問題。
在超高壓均質機中，高壓均質腔是設備的核心部件，其內部的特有的幾何結構是決定均質效果的主要因素。而增壓機構為流體物料高速通過均質腔提供了所需的壓力，壓力的高低和穩定性也會在一定程度上影響產品的質量。
應用
超高壓勻質機是應用納米技術top-down工藝制備納米材料最有效的生產設備之一，其應用領域非常廣泛。
● 制藥行業中制備脂肪粒、微乳、脂質體、混懸劑和微膠囊等；
● 生物工程產品的細胞破碎、胞內外物質的提取和均質；
● 化妝品、精細化工等行業產品的均質分散；
● 導電漿料、電阻漿料的生產和制備。
同高壓均質機不同，超高壓均質機主要用于制藥，納米材料行業，因其價格昂貴，很少用于食品，飲料行業。