在未裝配前，柔輪及其內孔呈圓形，當諧波減速機裝入柔輪的內孔后，由于波發生器的長度略大于柔輪的內孔直徑，柔輪撐成橢圓形，迫使柔輪在橢圓的長軸方向與固定的剛輪嚙合，在短軸方向分離，其余各處的齒視柔輪回轉位置的不同，或者處于“嚙入”狀態，或者處于“嚙出”狀態。由于剛輪固定，波發生器逆時針轉動時，柔輪作順時針轉動。當波發生器連續回轉時，柔輪長軸和短軸及“嚙入”、“嚙出”的位置隨之不斷變化，柔輪齒由嚙入轉向嚙出，又嚙合轉向嚙出，由嚙出轉向脫開，如此，嚙入、嚙合、嚙出、脫開、嚙入、嚙合……往復循環，迫使柔輪連續轉動。

　　柔輪隨著波發生器轉動過程中，其中一個齒從與剛輪的一個齒嚙合到再一次與剛輪上的這個齒相嚙合時，柔輪恰好旋轉一周，而此時波發生器旋轉了很多圈，波發生器的旋轉圈數與柔輪旋轉圈數（1圈）之比，即為諧波減速機的減速比，故其減速比很大。在整個運動過程中，柔輪的變形在柔輪圓周的展開圖上是連續的簡諧波形，因此，這一傳動稱之為諧波齒輪傳動。

　　諧波減速機按其機械波數目的多少可分為：單波、雙波及三波，其中常用的是雙波傳達。在諧波傳動中，剛輪與柔輪的齒數差應等于機械波數的整數倍，通常取其等于波數。

　　諧波減速機波發生器是一個桿狀部件，其兩端裝有滾動軸承構成滾輪，與柔輪的內壁相互壓緊。柔輪為可產生較大彈性變形的薄壁齒輪，其內孔直徑略小于波發生器的總長。

　　諧波減速機波發生器是使柔輪產生可控彈性變形的構件。當波發生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒*嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪*脫開。周長上其他區段的齒處于嚙合和脫離的過渡狀態。當波發生器沿圖示方向連續轉動時，柔輪的變形不斷改變，使柔輪與剛輪的嚙合狀態也不斷改變，由嚙入、嚙合、嚙出、脫開、再嚙入……，周而復始地進行，從而實現柔輪相對剛輪沿波發生器H相反方向的緩慢旋轉。

　　工作時，固定剛輪，由電機帶動波發生器轉動，柔輪作為從動輪，輸出轉動，帶動負載運動。在傳動過程中，諧波減速機波發生器轉一周，柔輪上某點變形的循環次數稱為波數，以n表示。常用的是雙波和三波兩種。雙波傳動的柔輪應力較小，結構比較簡單，易于獲得大的傳動比。故為目前應用較廣的一種。