谐波齿轮减速机由固定的内齿刚轮、柔轮、和使柔轮发生径向变形的波发生器构成，谐波齿轮减速机是齿轮减速机中的一种新式传动结构，它是利用柔性齿轮形成可控制的弹性变形波，引发刚轮与柔轮的齿间相对错齿来传输动力和运动。
这类传动与普通的齿轮传动存在实质上的区别，在啮合理论、集合计算和结构设计方面存在独特性。
谐波齿轮减速机存在高精度、高承载力等优势，和普通减速机对比，因为使用的材料要少50%，其体积及净重至少减少1/3。
构成与结构：
谐波齿轮减速机由刚轮、柔轮、和波发生器三个关键构件构成。
固定刚轮是一个刚性的内齿轮；
柔轮是一个容易变形的薄壁圆筒外齿轮，它们一同存在三角形（或渐开线）的齿形，且两者的周节相等，但刚轮比柔轮多几个齿（通常为两齿）；
波发生器由一个椭圆盘和一个柔性球轴承构成，或是由一个两端均带有滚子的转臂构成。
通常波发生器为原动体，柔轮和刚轮之一为从动体，另一个为固定件。
在未装配前，柔轮及其内孔呈圆形，当波发生器装入柔轮的内孔后，因为波发生器的长度略大于柔轮的内孔直径，柔轮撑成椭圆形，促使柔轮在椭圆的长轴方向与固定的刚轮完全啮合，在短轴方向完全分离，其他各处的齿视柔轮回转位置的不一样，或是处于“啮入”状态，或是处于“啮出”状态。因为刚轮固定，波发生器逆时针转动时，柔轮作顺时针转动。当波发生器连续回转时，柔轮长轴和短轴及“啮入”、“啮出”的位置随之不断地变化，柔轮齿由啮入转向啮出，又啮合转向啮出，由啮出转向脱开，如此，啮入、啮合、啮出、脱开、啮入、啮合……往复循环，促使柔轮连续转动。
柔轮随着波发生器转动过程中，在这当中一个齿从与刚轮的一个齿啮合到再度与刚轮上的这个齿相啮合时，柔轮恰好旋转一周，而此时波发生器旋转了很多圈，波发生器的旋转圈数与柔轮旋转圈数（1圈）之比，即为谐波齿轮减速机的减速比，故其减速比很大。在整个运动过程中，柔轮的变形在柔轮圆周的展开图上是连续的简谐波形，所以，这种传动称之为谐波齿轮传动。
谐波齿轮减速机按其机械波数目的多少可分为：单波、双波及三波，在这当中常用的是双波传达。在谐波传动中，刚轮与柔轮的齿数差应等于机械波数的整数倍，通常取其等于波数。
