Kroglični mlin je vodoravni valj, delno napolnjen z jeklenimi kroglicami (ali občasno drugimi oblikami), ki se vrti okoli svoje osi, kar daje kroglicam prevračanje in kaskadno delovanje. Material, ki se dovaja skozi mlin, se z udarcem zdrobi in zdrobi z drgnjenjem med kroglicami.
Mletje je običajno izdelano iz jekla z visoko vsebnostjo kroma. Manjši razredi so včasih cilindrični ("pebs") in ne sferični. Obstaja hitrost vrtenja ("kritična hitrost"), pri kateri bi vsebina mlina zaradi centrifugalnega delovanja preprosto zapeljala čez streho mlina.
Kritična hitrost (rpm) je podana z:nC = 42.29/√d, kjedje notranji premer v metrih. Kroglični mlini običajno delujejo s približno 75 odstotki kritične hitrosti, tako da se bo mlin s premerom 5 metrov vrtel s približno 14 obrati na minuto.
Mlin je običajno razdeljen na vsaj dve komori (čeprav je to odvisno od vhodne velikosti dovoda - mlini, vključno z valjčno stiskalnico, so večinoma enokomorni), kar omogoča uporabo različnih velikosti mletja. Na vstopu se uporabljajo velike krogle za drobljenje vozličkov klinkerja (ki so lahko premera več kot 25 mm). Premer kroglice je tukaj v območju 60–80 mm. V dvokomornem mlinu so mediji v drugi komori običajno v razponu od 15 do 40 mm, čeprav včasih naletimo na medije do 5 mm. Splošno pravilo je, da se mora velikost medija ujemati z velikostjo materiala, ki se melje: veliki mediji ne morejo proizvesti ultra-finih delcev, potrebnih v končnem cementu, majhni mediji pa ne morejo razbiti velikih delcev klinkerja. Nekoč so bili uporabljeni mlini s kar štirimi komorami, ki so omogočali tesno ločevanje velikosti medijev, vendar je to zdaj vse redko. Alternative večkomornim mlinom so:
pari mlinov, ki delujejo v tandemu, napolnjeni z mediji različnih velikosti.
uporaba alternativne tehnologije (glej spodaj Valjčne stiskalnice) za drobljenje klinkerja pred finim mletjem v krogličnem mlinu.
Skozi mlin teče zračni tok. To pomaga ohranjati mlin hladno in pomete izhlapelo vlago, ki bi sicer povzročila hidracijo in motila pretok materiala. Prašni izpušni zrak se očisti, običajno zvrečasti filtri.
