牙轮钻机是在旋转钻机的基础上发展起来的。钻孔时，钻机的加压机构通过钻杆给牙轮钻头施以强大的轴向压力，牙轮既绕钻头轴线公转，又绕其本身轴线自转，牙轮上的齿切入孔底岩石，并予破碎。被破碎的岩渣由回转供气机构输入的高压气体经钻杆至孔底将其排出孔口。
牙轮钻可分轻型牙轮钻机(机重35 t以下、钻孔直径120～170 mm)、中型牙轮钻机(机重小于100t、钻孔直径170~270 mm)和重型牙轮钻机(机重100 t以上、钻孔直径270mm以上)。
牙轮钻机的使用安全要求主要有：
(1)启动时，在外部网路电源送电前，应将钻机各部开关搬到断开位置；开动机器前应按警铃通知钻机上下人员；仔细检查各部分机构，确保可靠，且处于等待工作状态后，才能合上主电控开关。
(2)钻孔时，要做好护孔清渣，防止孔渣滚入孔内；严禁投孔，严禁在高压线下作业，钻机距高压线的距离不得小于3 m；严禁钻机与下部台阶接近边缘的电铲同时作业；未经领导批准，无关人员不准上车，严禁未经培训和考核不合格者操作钻机；钻机作业时，钻孔平台上严禁站人。
(3)起落钻架时，必须有人在旁边指挥和监护，前后严禁站人；落钻架前，清除平台上的浮物，并检查风管、电缆、钢绳、链条等是否自由无挂联。
(4)移车时钻机钻杆必须用液压尖头卡牢，且钻头离开地面500 mm以上；车下无人引导和监护不得移动钻机；上下坡时，司机室在上坡端，坡度不得大于25%，钻架应放倒，路段要平直，并有足够的承压强度；移车时司机不得离开操作位置。
(5)停送电必须戴好绝缘手套和绝缘棒，由两人进行并与车上人呼唤应答，遇雷雨时禁止作业；维修电器时也必须两人进行，并切断电源。
(6)接卸钻杆时，钻架前方禁止站人；更换钻杆时，严禁手直接推拉或肩抬钻杆；收回钻架时，链锁应牢固地将钻杆架锁住，并放收架1～2次，确认锁钩已经锁住为止。
(7)停车时要停放在平坦和受爆破影响较小的地点，并将前部朝向爆源；附近有大中型爆破和较长时间停车时，千斤顶要收回并切断电源。
