Quả bóng vạn năng thường bao gồm một quả cầu hình cầu và một vỏ tương ứng, cho phép quả bóng thực hiện chuyển động quay toàn phần bên trong vỏ. Nguyên lý hoạt động của nó dựa trên sự kết hợp giữa truyền ma sát và cơ chế hạn chế: truyền ma sát tạo điều kiện cho chuyển động quay trơn tru thông qua lực ma sát được tạo ra tại bề mặt tiếp xúc giữa quả bóng và vỏ; cơ chế hạn chế, có cấu trúc giới hạn chuyên dụng bên trong vỏ, hạn chế chuyển động của quả bóng trong một phạm vi được chỉ định, do đó ngăn không cho quả bóng bị bật ra.
Để đạt được-ma sát thấp, hiệu suất tải-cao, một số sản phẩm nhất định sử dụng các thiết kế và quy trình sản xuất cụ thể-chẳng hạn như sử dụng các vật liệu như thép chịu lực crom cacbon cao 52100-kết hợp với kỹ thuật mài chính xác-để đạt được bề mặt hoàn thiện hình cầu Nhỏ hơn hoặc bằng 0,2 μm và duy trì hệ số ma sát ổn định trong khoảng từ 0,01 đến 0,03.
Trong trường hợp các quả bóng phổ thông có tải trọng nặng-, việc thay đổi hướng được tạo điều kiện thuận lợi nhờ chuyển động tương đối giữa các phần tử lăn bên trong (quả bóng hoặc con lăn) và vỏ bên ngoài; khi chịu tác dụng của ngoại lực, các phần tử lăn này di chuyển dọc theo đường ray của chúng, khiến toàn bộ cụm lắp ráp quay và do đó tạo ra sự thay đổi hướng.