三级均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀(一级均质阀及二级乳化阀)部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。
三级均质机主要由柱塞泵以及与其组合的泵体和均质阀组成。柱塞泵的作用是将一定粘度的液态物料吸入泵体，并对物料加压。调压装置是使物料在特定的压力下通过均质阀。"均质"是指物料在均质阀中发生的细化和均匀混和的加工过程。
三级均质机属高功率机械设备，流量二吨的高压均质机耗能量为45kw，而同样流量的胶体磨的耗能量只有7.5kw。以加工乳化液为例，行业不同，使用的表面活性剂也各不相同，但有一点是共同的，即乳化液所添加的表面活性剂剂量的多少，取决于乳化过程中所获得的能量的大小。所获能量越大，所添加的剂量越少。例如高压均质机40Mpa压力下加工乳化剂时，添加活性剂的剂量为0.25%。应用其它均质器械，如用胶体磨加工乳化液，由于从胶体磨获得的能量小得多，因此，添加剂的剂量必须在2.25%，二者之差近乎于一个数量级。
三级均质机主要的优缺点
相对于离心式分散乳化设备(如胶体磨、高剪切混合乳化机等)），高压均质机的特点是细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的，只是在工作时被料液强制挤出了一条狭缝；而离心式乳化设备的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热量，必然有较大的间隙(相对均质阀而言)；同时，由于均质机的传动机构是容积式往复泵，所以从理论上说，均质压力可以无限地提高，而压力越高，细化效果就越好。
三级均质机的细化作用主要是利用了物料间的相互作用，所以物料的发热量较小，因而能保持物料的性能基本不变。
三级均质机能定量输送物料，因为它依靠往复泵送料。
三级均质机耗能较大。
三级均质机的易损件较多，维护工作量较大，特别在压力很高的情况下。
三级均质机不适合于粘度很高的情况。
