諧波齒輪減速機由固定的內齒剛輪、柔輪、和使柔輪發生徑向變形的波發生器構成，諧波齒輪減速機是齒輪減速機中的一種新式傳動結構，它是利用柔性齒輪形成可控制的彈性變形波，引發剛輪與柔輪的齒間相對錯齒來傳輸動力和運動。

這類傳動與普通的齒輪傳動存在實質上的區別，在嚙合理論、集合計算和結構設計方面存在獨特性。

諧波齒輪減速機存在高精度、高承載力等優勢，和普通減速機對比，因為使用的材料要少50%，其體積及凈重至少減少1/3。

構成與結構：

諧波齒輪減速機由剛輪、柔輪、和波發生器三個關鍵構件構成。

固定剛輪是一個剛性的內齒輪；

柔輪是一個容易變形的薄壁圓筒外齒輪，它們一同存在三角形（或漸開線）的齒形，且兩者的周節相等，但剛輪比柔輪多幾個齒（通常為兩齒）；

波發生器由一個橢圓盤和一個柔性球軸承構成，或是由一個兩端均帶有滾子的轉臂構成。

通常波發生器為原動體，柔輪和剛輪之一為從動體，另一個為固定件。

在未裝配前，柔輪及其內孔呈圓形，當波發生器裝入柔輪的內孔后，因為波發生器的長度略大于柔輪的內孔直徑，柔輪撐成橢圓形，促使柔輪在橢圓的長軸方向與固定的剛輪完全嚙合，在短軸方向完全分離，其他各處的齒視柔輪回轉位置的不一樣，或是處于“嚙入”狀態，或是處于“嚙出”狀態。因為剛輪固定，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”的位置隨之不斷地變化，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，促使柔輪連續轉動。

柔輪隨著波發生器轉動過程中，在這當中一個齒從與剛輪的一個齒嚙合到再度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，即為諧波齒輪減速機的減速比，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，所以，這種傳動稱之為諧波齒輪傳動。

諧波齒輪減速機按其機械波數目的多少可分為：單波、雙波及三波，在這當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。