單向離合器軸承的工作原理主要有斜坡和滾子式以及楔塊式兩種。

斜坡和滾子式單向離合器，由筒式內徑的外圈、帶斜坡的內圈、滾子和彈簧組成。其工作時，順著轉，滾子處于下坡，空間大不受影響；逆著轉，滾子上坡被卡住，軸承鎖死。

楔塊式單向離合器，內圈和外圈間有楔塊組，楔塊有兩個對角直徑，一大一小。長徑大于內圈與外圈間距，短徑小于間距。楔塊間有繞線彈簧，通過彈簧作用復位。當外圈順時針旋轉，與楔塊接觸面產生摩擦力，楔塊中心產生向右傾斜力矩，內外圈強力嚙合傳遞扭矩。當外圈逆時針旋轉，楔塊中心向左傾斜，內外圈解楔，實現外圈空轉。

無論哪種結構，單向離合器軸承的原理都是卡緊原理。在一個方向允許傳動力矩，另一個方向無法傳動力矩。

這種軸承廣泛應用于各種機械傳動系統，如自動變速器、柴油發動機、自行車等裝置，具有使用簡單、效率高、可靠性強的特點。