膨脹螺栓的原理在於利用內芯體的膨脹來產生摩擦力和張力，從而實現結構物之間的牢固連接。
膨脹螺栓主要由螺桿和膨脹管等部件組成，螺桿尾部通常爲圓錐狀，而膨脹管則是一段金屬管，其內徑大於螺桿的外徑。當螺母被擰緊時，螺桿會向外移動，通過螺紋的軸向移動使圓錐部分移動，進而在膨脹管的外周面形成很大的正壓力。由於圓錐的角度較小，這會在牆體、膨脹管及圓錐間形成摩擦自鎖，從而達到固定的效果。同時，膨脹螺栓的外側通常會有切口，當螺栓被拉緊時，這些切口會使金屬套管展開，填滿孔洞並與孔壁形成緊密的摩擦握裹力，防止鬆動。