Nguyên lý hoạt động của máy kéo dây dựa trên đặc tính làm cứng-của kim loại. Khi dây kim loại đi qua khuôn (khuôn kéo), đường kính trong của khuôn nhỏ hơn đường kính ban đầu của dây. Dưới tác dụng của lực kéo, dây bị biến dạng dẻo, làm giảm-diện tích mặt cắt ngang và tăng chiều dài của nó. Quá trình này đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ mối quan hệ giữa ứng suất kéo và cường độ chảy của vật liệu: nếu ứng suất quá thấp thì biến dạng sẽ không đủ; nếu lực căng quá cao, dây có thể bị đứt.
Máy kéo dây hiện đại sử dụng hệ thống thủy lực hoặc động cơ servo để điều khiển chính xác lực kéo, đảm bảo độ biến dạng đồng đều. Ví dụ, phương pháp lắp đặt ống thủy lực (chẳng hạn như cách bố trí ống thủy lực trong thông số sản phẩm) giúp truyền áp suất ổn định, tránh các khuyết tật bề mặt trong dây do biến động áp suất.
