หลักการเขียนของปากกาลูกลื่นส่วนใหญ่จะใช้การสัมผัสโดยตรงระหว่างลูกบอลและพื้นผิวกระดาษเพื่อสร้างแรงเสียดทานเมื่อเขียนเพื่อให้ลูกบอลม้วนในที่นั่งลูกและหมึกหรือหมึกในการเติมจะถูกนําออกมาเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการเขียน
ปากกาลูกลื่นเป็นปากกาที่เขียนด้วยหมึกและเม็ดสีที่แตกต่างกัน หัวปากกาของปากกาเป็นลูกเหล็กขนาดเล็ก ลูกเหล็กขนาดเล็กฝังอยู่ในชามทองแดงทรงกระบอกขนาดเล็กแล้วเชื่อมต่อกับหลอดพลาสติกที่เต็มไปด้วยหมึก หมึกไหลลงด้วยการหมุนของลูกเหล็ก
เม็ดสีในหมึกปากกาลูกลื่นเป็นสีย้อม สีหมึกส่วนใหญ่เป็นสีน้ําเงินสีแดงและสีดําซึ่งหมึกสีน้ําเงินใช้มากที่สุด ในอดีตส่วนประกอบของเม็ดสีในหมึกสีน้ําเงินเป็นบัวสีฟ้าและเกลือที่ใช้เกลือและตัวทําละลายเป็นน้ํามันละหุ่งออกซิไดซ์และกรดริซิโนลิก เนื่องจากสีย้อมพื้นฐานไม่เร็ว (ความคงทนของแสงเป็นเพียงเกรด 1-2) ไม่ทนความร้อนไม่ทนต่อกรดและด่างดังนั้นความทนทานจึงไม่ดีและถูกกําจัดออกไป
ปากกาลูกลื่นสีน้ําเงิน "424" และปากกาลูกลื่นสีดํา "322" ที่ขายในตลาดมีความทนทานของลายมือที่ดีขึ้น มีรายงานบ่อยครั้งว่าปากกาลูกลื่นหอมมีพิษ สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่ายที่มีอยู่ในเครื่องเขียนที่มีกลิ่นหอมด้อยกว่าเป็นพิษและก่อให้เกิดความเสียหายบางอย่างต่อร่างกายมนุษย์ อย่างไรก็ตาม, ไม่มีเหตุการณ์ของการเป็นพิษที่เกิดจากการใช้งานปกติของปากกาลูกลื่นน้ํามันตามโดยไม่มีสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย.
โครงสร้างหลักของปากกาลูกลื่นคือเสาฟันบนและล่างคอลัมน์ฟันบนถูกกดด้วยมือและคอลัมน์ฟันล่างสามารถหมุนได้ภายใน ตาข่ายของเสาฟันบนและล่างไม่สมบูรณ์มีเพียงปลายฟันเท่านั้นที่มีส่วนร่วมบางส่วนและซี่โครงไกด์ที่อยู่เบื้องหลังฟันที่มีส่วนร่วมทั้งสองถูกออกแบบมาเพื่อเลื่อนในร่องไกด์เดียวกันและคอลัมน์ฟันล่างถูกผลักลงโดยคอลัมน์ฟันบน หลังจากร่องเนื่องจากการกระทําของฤดูใบไม้ผลิฟันของคอลัมน์ฟันล่างจะเลื่อนไปตามพื้นผิวเอียงของฟันของคอลัมน์ฟันบนตาข่ายเพื่อให้ภายใต้การกระทําของพื้นผิวเอียงคอลัมน์ฟันล่างจะเปลี่ยนมุมและเลื่อนไปอีกด้านหนึ่งไป มันถูกกดลงและฟังก์ชั่นของปากกาลูกลื่นสามารถรับรู้ได้โดยการทําซ้ําสิ่งนี้
