车轮平衡机按动平衡原理工作，即可以检测不平衡力，也可用以测定不平衡力矩，车轮拆离车桥装于平衡机主轴上，平衡操作时只要将被测车轮的轮辋直径和轮胎宽度以及安装尺寸输入电测电路即可完成平衡作业，平衡机仪表即会自动显示轮胎两侧的不平衡质量m₁和m₂及其相位。

    平衡机的参数显示和操作系统因采用CRT显示，或用发光二极管显示，其外形结构差异很大，但其基本操作内容则大同小异。前者显示形象美观，并有屏幕提示便于操作，但造价较高；后者结构简单，工作可靠，参数调整方便，成本低廉。车轮由专用的定位锥和紧固件安装就绪后即可启动电机实施平衡，待转数周期累积足够时，上下（或左右）不平衡值m₁和m₂即有数字显示，届时即可停车。待车轮完全停止后即可用手转动车轮，这时发光二极管即会随转动而左右（或上下）跳闪，如将上排光点调至中点，这时就可在车轮的轮辋上平面正对外缘（操作者方向）处加装m₁，显示的平衡重用同样方法加装m₂值平衡重。加装完毕后进行第二次试验观察剩余不平衡量是否满足法规要求。具体的操作步骤各机型略有差异，使用者应按所用机型的使用说明书进行操作。

     车轮在平衡机主轴上的定位至关重要，为了确保不同型式和不同规格的车轮的中心都能与主轴中心严格重合，所有车轮平衡机均配有数个大小不等的定位锥体，锥体内孔与主轴高精度配套，外锥面与轮辋中心孔紧密接合，并由专用快速蝶形压紧螺母紧压于主轴定位平台上，注意车轮的外侧向内。

为了方便用户，平衡机都随机配备一个专用卡尺，以供用户测量轮辋直径和轮胎宽度，因为轮胎宽度用直尺是难以测量的。为了适应不同计量制式和国度，平衡机上的所有标尺一般都同时标有英制和公制刻度。