球磨机的工作主要依靠研磨体在研磨碗内的摩擦力合撞击力来粉碎物料。转速越高摩擦力和撞击力的作用就越大。因此在球磨机正常工作的情况下，出料粒度基本上和球磨机的转速成正比。由此，便可知确定球磨机实际工作转速的重要性了。
当磨机筒体的转速达到某一数值时，研磨体产生的离心力等于它本身的重力，因此会使研磨体升举到脱离角为0度，即研磨体将紧贴附在筒壁上，随筒体一起回转而不会降落下来，这个转速就成为临界转速。
当磨机筒体达到临界转速时，由于研磨体紧贴筒壁上，不能起到粉碎作用，因此对物料的粉碎功为零。当筒体转速较慢时，研磨体呈泻落状态运动，对物料的粉碎作用很弱，即对物料的粉碎功很小，可见研磨体对物料的粉碎所消耗的功是筒体转速的函数。因此，使研磨体产生较大粉碎功时的筒体转速就称为球磨机的理论适宜转速。要想得到更大的粉碎功，研磨体必须同时具有更大的降落高度。根据临界转速的计算公式，磨机的理论适宜转速为临界转速的76%。实际生产的磨机都在76%上下波动。
在实际生产中，考虑转速不能单纯从得到更大粉碎功的观点出发，因为物料粉磨既有冲击破碎，还有研磨作用。所以要从达到更佳经济指标的观点出发，即要求磨机的生产能力更高，单位产量功率消耗更小，研磨体和衬板的磨损消耗量更少。所以工作转速的选定，除了应考虑磨机的直径、生产方式、衬板形状、研磨体的填充系数、研磨体的种类外，还要考虑到粉磨物料的性质、入磨物料粒度和粉磨细度等。为了能够比较全面地反映这些因素的影响，应通过科学实验来确定磨机的实际工作转速。