球磨机研磨效率受诸多因素的影响，其中主要有：钢球在筒内的运动形态、转速率、钢球的补加及尺寸大小、料位高低、助磨剂的使用。这些因素都在一定程度上对球磨机效率产生影响。
1.钢球在筒内的运动形态
准确地说，在一定程度上，研磨介质在筒内的运动形态，影响着球磨机研磨的效率。
把球磨机的工作环境分为以下几类：
（1）在周围及泻落运动区域，筒内填充量较少甚至没有，使得物料可以在桶内做筒体中做匀速圆周运动或泻落运动，钢球与钢球的撞击概率变大，使得钢球及衬板之间受到磨损，进一步使得球磨机效率低下；（2）抛落运动区域，填充量合适。这时钢球对物料起冲击作用，使得球磨机效率相对较高；（3）在球磨机中心周围区域，钢球圆周运动或泻落运动和抛落运动混合，使得钢球运动范围受限，磨损以及冲击作用小；（4）在空白区域，钢球不做运动，如果填充量过多，钢球运动范围小或者不运动，这时会造成资源浪费，容易使得球磨机发生故障。
由（1）可知，当填充量极少甚至无时，球磨机受到损耗较大，其损耗主要来自于钢球对物料的冲击。而现在一般的球磨机是卧式，为了有效地减少球磨机对无物料的损耗，便出现了立式球磨机。传统的球磨设备中，球磨机筒体是转动的，而搅拌型设备的筒体是静止的，主要依赖于螺旋搅拌装置对桶内钢球以及物料进行扰动和搅拌，球体以及物料在立式搅拌装置的作用下在设备中转动，这样一来物料仅仅会同钢球之间产生作用，直至粉碎，所以在细磨作业以及细磨作业中非常适用。
2.转速率
球磨机的一个重要工作参数是转速率，而这个工作参数直接影响到球磨机的研磨效率。在考虑转速率问题的时候，还应考虑填充率。填充率的大小与转速率正相关。在这里讨论转速率时，保持填充率一定。无论球荷是什么运动状态，一定填充率下会有最适宜的转速率。
填充率一定转速率较低时，钢球获得的能量低，对物料的冲击能低，有可能低于矿粒破碎阈值而造成对矿粒无效冲击，即矿粒不会发生破碎，所以低转速的研磨效率低。
随着转速的提高，钢球冲击物料时冲击能增大，从而加大了粗粒矿粒的破碎率，进而提高了球磨机的研磨效率。如果转速继续增加，当接近临界转速时，粗粒产品反而不容易被破碎，这是因为转速率过高后，虽然钢球冲击能提高了，但钢球的循环次数下降很多，单位时间内钢球冲击次数减少，粗矿粒破碎率降低。
3.钢球的补加及尺寸大小
如果钢球的加入量不恰当，球径及配比不合理，那么就会导致研磨效率降低。球磨机在工作过程中受到的磨损较大，有很大一部分原因是因为人工加钢球时没有控制好，导致钢球堆积从而出现卡球现象，进而对机器产生了一定的磨损。
钢球作为球磨机主要的研磨机介质，不仅要控制钢球的加入量也要控制其配比。而对磨矿介质进行了优化矿介质可使磨矿效率提高约30%。在研磨的过程中，球径大的，冲击磨损较大，研磨磨损较小；球径小的，冲击磨损较小，研磨磨损较大。当球径过大时，筒内的装载数目减少，球荷的研磨面积小，对衬板的磨损和对球的消耗都会加大。如果球径太小，物料的缓冲作用增加，冲击磨碎效果就会减弱。
为了进一步提高研磨效率，有人提出精确化装补球方法：
（1）对特定矿石进行筛析，按粒度大小进行分组；（2）分析矿石抗破碎性能，用球径半理论公式计算各组矿粒所需的精确球径；（3）根据待磨物料粒级组成特性用破碎统计力学原理指导配球，以求得最大破碎概率为原则进行各种钢球的配比；（4）就以作为补球计算的依据进行补球计算，减少补球种类，补加2~3种即可。
4.料位高低
料位高低影响了填充率，进而会影响球磨机研磨效果。料位太高，会造成球磨机堵煤。因此对料位的有效监测是非常重要的。与此同时，球磨机耗能也与料位有一定的联系。对于中间仓储式制粉系统，球磨机用电量约占制粉系统用电量的70%，占厂用电的15%左右。影响中间仓储式制粉系统的因素有很多，但在诸多因素的影响下，对料位的有效检查就显得非常有必要了。
5.衬板选取
球磨机的衬板不仅可以减少筒体损害，还可以传递能量给研磨介质。而影响球磨机的研磨效率因素之一就由衬板的工作表面决定。在实践过程中得知，要想减少筒体损害以及提高研磨效率，需要减少研磨介质与衬板之间的滑动，因此主要采用改变衬板工作表面形状以及增加衬板与研磨介质之间摩擦系数。之前用的是高锰钢衬板，现在已经有了橡胶衬板、磁性衬板、角螺旋衬板等。这些改造后的衬板不仅在性能上高于高锰钢衬板，还可以有效地延长球磨机的使用年限。
针对性地改善球磨机钢球的运动状态、转速率、钢球的补加及尺寸大小、料位高低、衬板材质，可以有效提高研磨效率。
