カッタービットは、常に土を掘り分け硬い石を削る過酷な部品であるため、工具鋼、超硬合金や焼結タングステンカーバイドなどの強靭な素材でできている。またマシン本体の外殻は、内部でトンネルが構築されるまでの間、周囲の土圧・地下水圧に耐える役割を果たす。鉄道総合技術研究所では日本最古のシールドの一部を展示している。シールドマシンの種類.開放型シールド.初期の開放型シールド機では、地山の崩壊を防ぐために圧気工法の使用が不可欠であり(大気圧では崩落の危険性が高い)、軟弱地盤や地下水位の高い場所では、地上への影響や出水を防ぐため、薬液注入工法や地下水位低下工法(ディープウェル工法、パイロットトンネル)などが補助工法として使用される。現在は安全性の高い密閉型シールドの発達で、開放型シールドの採用はほとんどない。手掘り式シールド.半機械掘り式シールド.手掘り式シールド機の切羽(掘削面)に機械式の掘削機を取り付けたものであり、掘削並びに「ずり」(掘削土砂)積み込み併用機と掘削専用機(ブレーカ式)に分けられるが、併用機の方が割合は多かった。機構的にバケット式(油圧ショベル式、バックホー)、回転カッター式(ドラムカッター、ブームカッター)がある。ただし、工法的には手掘り式シールドの延長と言えるものであった。機械掘り式シールド.ブラインドシールド.軟弱地盤層で使用できるものであり、日本国内で開発されたものである。手掘り式シールド機の前面を閉塞し、地質状況に応じた開口部を設け、シールドジャッキを推進させることで、ところてん状に取り込まれる土砂を取り込みながら推進する工法である。密閉型シールド.密閉型シールド機では、切羽(掘削面)の直後に隔壁を設けて坑内と遮断し、カッターヘッド直後のカッターチャンバー内に「泥水」を充満・加圧させて機械掘りを行う泥水式シールドと、カッターチャンバー内に「泥土」を充満・加圧させて機械掘りを行う土圧式シールドがある。坑内は大気圧下で作業が可能であり、安全性の大幅な向上が実現している。泥水式シールド.土圧式シールド.土圧式は日本国内で実用化したのもので、石川島播磨重工業(現・IHI)が開発したものである。土圧式は様々な方式に分類されている。