Шаровые мельницы периодического действия наиболее просты по конструкции, но обладают малой производительностью. Мельницы периодического действия, за исключением лабораторных, не применяются на рудообогатительных фабриках; они используются преимущественно в керамической и химической промышленности, где материалы часто размалываются небольшими порциями.

Применяемая иногда для сухого помола шаровая мельница с периферической разгрузкой представляет собой агрегат, состоящий из шаровой мельницы и присоединенного к ней барабанного грохота, имеющего вид цилиндрического сита или решета, через отверстия которого просеивается готовый продукт измельчения. Мельницы с периодической разгрузкой используются преимущественно при размоле вяжущих материалов. Наибольшее распространение имеют барабанные однокамерные шаровые мельницы непрерывного действия. Все они загружаются через пустотелые цапфы. Различают три конструктивно-технологических типа таких машин: мельницы с непосредственной центральной разгрузкой через цапфу, мельницы с решеткой и мельницы с открытым концом. Измельчаемый материал постепенно перемещается внутри рабочего пространства за счет подпора со стороны свежего питания, вытесняющего содержимое мельницы к ее разгрузочному концу. В рассматриваемых мельницах разность уровней относительно невелика, и потому осевое перемещение материала происходит сравнительно медленно, отчего мельница, работающая одновременно как классификатор, дает тонкий продукт.

Поэтому во избежание переизмельчения материала мельница шаровая с центральной разгрузкой редко применяется для первой стадии измельчения, при которой обычно выдается сравнительно грубый продукт. Наоборот, для последующих стадий, в особенности при доизмельчении промпродуктов, где необходимо получение мелкого материала, применение мельниц с центральной разгрузкой признается в настоящее время предпочтительным, особенно работающих на так называемом не катарактном режиме.