車輪動平衡儀的工作原理是這樣的。

啟動電機帶動輪胎旋轉，因為輪胎質量分布不均勻存在不平衡參量，這就使得輪胎各方向施加在壓電傳感器上的離心力轉變為電信號。計算機系統會對這連續測量的電信號進行分析，從而算出不平衡量的大小以及其所在的最小位置，最后通過顯示系統顯示出來。

比如汽車一次緊急剎車引起的輪胎磨損，能讓平衡量變化達 1g - 2g。一般來說，小型車（輪輞尺寸≤16 英寸）不平衡質量 10g，中型車不平衡質量≤20g 算合格，而且車輪每側輪輞邊緣所加平衡塊最好不超過 3 塊。

輪胎旋轉時旋轉軸與重力中心不一致，主要是輪胎質量分布不均導致，車高速行駛時就會出現動不平衡狀態，像車輪抖動、方向盤震動。為避免或消除這種情況，要在動態下給車輪增加配重讓各邊緣平衡。

車輪平衡儀工作時會監測車輪圍繞固定軸承轉動時離心力和轉動慣量的變化，計算機處理監測信號后，算出車輪不平衡量及位置并顯示在控制面板。

操作時要先清除車輪雜物，保證清潔，檢查輪胎氣壓并充氣。把車輪裝在平衡儀上，選合適錐體封堵輪轂中心孔，外側用螺栓緊固。接著測量輪胎和輪轂數據輸入控制臺，比如測量輪轂邊緣距機箱距離、輪轂寬度、輪轂直徑。

動平衡機檢測出轉子不平衡量的相位和大小后，能通過手動或輔助裝置在對應位置增減配重，改善質量分布。有些動平衡儀像自動平衡器還有加重和去重的輔助裝置。

動平衡機是機電一體化設備，有機械本體、驅動和傳動部分、信號采集部分以及中央處理器，各部分相互配合工作。