混合設備混合時要求所有參與混合的物料均勻分布。混合的程度分為理想混合，隨機混合和完全不相混3種狀態。
各種物料在混合機械中的混合程度，取決于待混物料的比例、物理狀態和特性，以及所用混合機械的類型和混合操作持續的時間等因素。

液體的混合主要靠機械攪拌器、氣流和待混液體的射流等，使待混物料受到攪動以達到均勻混合。攪動引起部分液體流動,流動液體又推動其周圍的液體,結果在溶器內形成循環液流，由此產生的液體之間的擴散稱為主體對流擴散。當攪動引起的液體流動速度很高時，在高速液流與周圍低速液流之間的界面上出現剪切作用，從而產生大量的局部性漩渦。這些漩渦迅速向四周擴散，又把更多的液體卷進漩渦中來，在小范圍內形成的紊亂對流擴散稱為渦流擴散。機械攪拌器的運動部件在旋轉時也會對液體產生剪切作用。液體在流經器壁和安裝在容器內的各種固定構件時也要受到剪切作用。這些剪切作用都會引起許多局部渦流擴散。攪拌引起的主體對流擴散和渦流擴散，增加了不同液體間分子擴散的表面積、減少了擴散距離，從而縮短了分子擴散的時間若待混液體的粘度不高，可以在不長的攪拌時間內達到隨機混合的狀態；若粘度較高，則需較長的混合時間。

對于密度、成分不同、互不相溶的液體，攪拌產生的剪切作用和強烈的湍動將密度大的液體撕碎成小液滴，并使其均勻地分散到主液體中。攪拌產生的液體流動速度必須大于液滴的沉降速度。

少量不溶解的粉狀固體與液體的混合機理，與密度、成分不同，互不相溶的液體的混合機理相同，只是攪拌不能改變粉狀固體的粒度。若混合前固體顆粒不能使其沉降速度小于液體的流動速度，無論采用何種攪拌方式都形不成均勻的懸浮液。

不同膏狀物的混合主要是將待混物料反復分割并使其受到壓、輾、擠等動作所產生的強剪切作用，隨后又經反復合并、捏合，最后達到所要求的混合程度。這種混合很難達到理想混合，僅能達到隨機混合。粉狀固體與少量液體混合后為膏狀物，其混合機理與膏狀物料混合的機理相同。

不同的熱塑性物料以及熱塑性物料與少量粉狀固體的混合，需要依靠強剪切作用反復地揉搓和捏合，才能達到隨機混合。

流動性好的顆粒狀固體物主要是靠容器本身的回轉，或靠裝在容器內具有推動待混物料前進或后退的運動部件的作用，反復地翻動、摻和而得以混合。這類物料也可用氣流產生對流或湍流以達到混合。固體顆粒的對流或湍流不易產生渦流，混合速度遠低于液體的混合，混合程度一般也只能達到隨機混合。
流動性很差的、互相發生粘附的顆粒或粉狀固體，則常需用帶有機械翻動和壓、輾等動作的混合機械。