En fonction du type de limiteur, le fonctionnement varie, malgré le fait que le principe de base reste le même  :

Laisser passer le couple tant qu’il reste en dessous d’un seuil et agir (glisser ou se désengager) si ce seuil est dépassé.

 Le limiteur de couple est réglé à la valeur du couple de déclenchement souhaitée. Lors d'un dépassement du couple réglé dû à une surcharge ou une collision, le limiteur de couple se déclenche et sépare le côté entraînant du côté entraîné en quelques millisecondes. Le temps de réponse au déclenchement dépend tout d'abord des performances et du type de limiteur de couple mais aussi de la rigidité des axes tournants ainsi que de la vitesse et de la violence de la collision. Dans le cas d'une collision, l'énergie destructrice au moment de la collision est désolidarisée. Un fonctionnement optimal ne peut être garanti que si le couple de surcharge se situe au dessus du couple maximum de la machine en service (voir diagramme). En effet le limiteur de couple doit désolidariser les deux parties uniquement lorsque le couple est anormalement élevé et doit pouvoir transmettre celui-ci lors du fonctionnement normal de la machine.  

(1) Courbe du couple de la machine en fonctionnement normal

(2) Couple maxi de la machine en service

(3) Réglage du couple de l’accouplement

(X) Marge de sécurité entre 2 et 3 (devrait représenter 30%minimum du couple de la machine)

Après la surcharge, le limiteur de couple est réenclenché automatiquement ou manuellement et la machine est à nouveau opérationnelle.

Les limiteurs de couple de sécurité épargnent donc des pertes de temps occasionnées par des réparations et éliminent l'échange de pièces de rechange coûteuses, ce qui permet notamment d'éliminer des coûts de maintenance et d'augmenter la productivité de machines.

Les matériaux les plus employés à la fabrication des limiteurs de couple, sont des matériaux composites principalement composés de carbone, de soufre, de céramique et de métaux.