諧波齒輪傳動原理是工程師А.И.Москвитин首先與1947年提出，美國工程師C.W.Musser于1955年發明創造的。
通過利用柔性工作構件的彈性變形進行運動或動力傳遞的一種新型傳動方式，顛覆了機械傳動采用剛性構件的模式，從而獲得了一系列其它傳動所難以達到的特殊功能，由于中間柔性構件的變形過程基本上是一個余弦的對稱諧波，因此而得名。
剛輪：剛性環狀部件，內周刻有齒輪，比柔輪齒數多出2齒，一般固定在機殼上。
柔輪：薄壁杯型金屬彈性體部件，開口部外周刻有齒輪，柔輪底部被稱為膜片部，通常被安裝在輸出軸上。
波發生器：在橢圓狀凸輪的外周組裝薄壁滾珠軸承的部件，軸承的內輪固定在凸輪上，外輪可通過滾珠實施彈性變形，通常被安裝在輸入軸上。
諧波齒輪傳動減速原理是利用柔輪、剛輪和波發生器的相對運動，主要是柔輪的可控 彈性變形來實現運動和動力傳遞的。波發生器內的橢圓形凸輪在柔輪內旋轉使柔輪產生變形，在波發生器的橢圓形長軸兩端處的柔輪輪齒和剛輪輪齒進入嚙合時，短軸兩端處的柔輪輪齒與剛輪輪齒脫開。對于波發生器長軸和短軸之間的齒，沿柔輪和剛輪周長的不同區段內處于逐漸進入嚙合的半嚙合嚙合的半嚙合狀態，稱為嚙入。處于逐漸退出狀態，稱為嚙出。當波發生器的連續轉動時，柔輪不斷產生形變，使兩輪輪齒在嚙入、嚙合、嚙出和脫開四種運動不斷改變各自原來的工作狀態，產生錯齒運動，實現了主動波發生器到柔輪的運動傳遞。
0°：當波發生器裝入柔輪后，迫使柔輪的剖面由原先的圓形變成橢圓形，其長軸兩端附近的齒與剛輪的齒完全嚙合，而短軸兩端附近的齒則與剛輪完全脫開；
90°：剛輪固定，波發生器按順時針方向旋轉，柔輪產生彈性變形，與剛輪嚙合的齒輪位置則按逆時針方向順序移動
180°：波發生器向順時針方向旋轉180度后，柔輪僅向逆時針方向旋轉一個齒
360°：波發生器旋轉360度（一圈）后，柔輪向逆時針方向旋轉了2個齒
