Načelo delovanja mehanske ključavnice je v glavnem odvisno od sodelovanja cilindra ključavnice, zapaha in ključa ter mehanskega delovanja zatičev in vzmeti.
Cilinder ključavnice je osrednji del mehanske ključavnice, ki vsebuje več vzmeti in zatičev. Cilinder ključavnice je mesto, kjer se vstavi ključ in je ključni del ključavnice; njegova zasnova zagotavlja, da bo le pravilen ključ sprožil ustrezne spremembe v njegovi notranji mehanski strukturi.
Ključ ima posebne utore in oblike, ki se ujemajo z zatiči znotraj cilindra ključavnice. Ko je ključ vstavljen v cilinder ključavnice, oblika ključa povzroči, da se zatiči dvignejo v pravilen položaj. Če se oblika ključa ne ujema z zatiči znotraj cilindra ključavnice, zatičev ni mogoče pravilno dvigniti in cilindra ključavnice se ne more vrteti.
Zatiči se nahajajo znotraj cilindra ključavnice, običajno dva ali več, na različnih višinah. Vsak zatič ima vzmet, ki ga potiska proti vrhu cilindra ključavnice. Brez ključa ti zatiči ostanejo v enem položaju in preprečujejo vrtenje cilindra ključavnice. Ko je vstavljen pravi ključ, oblika ključa povzroči, da se zatiči dvignejo do ločilne črte cilindra ključavnice in tako omogočijo vrtenje ključavnice.
Zapah je del ključavnice, ki sega iz vratne ključavnice; odgovoren je za zaklepanje ali odklepanje vrat. Ko se cilinder ključavnice vrti, se zapah ustrezno premika. Ko je zaklenjen, zapah sega iz okvirja vrat in preprečuje odpiranje vrat; ko je odklenjeno, se zapah umakne v ključavnico in omogoči, da se vrata odprejo.
Postopek odklepanja je sledeč: Ko je pravilen ključ vstavljen v cilinder ključavnice, oblika ključa dvigne zatiče, dokler niso na isti ravni kot cilinder ključavnice. Ko so vsi zatiči pravilno dvignjeni, se lahko cilinder ključavnice prosto vrti. Z vrtenjem cilindra ključavnice se zapah potisne nazaj, kar omogoča, da se vrata odprejo.
Postopek zaklepanja je naslednji: Ko je ključ odstranjen, vzmet potisne zatiče nazaj v njihov prvotni položaj, zakleneta cilinder ključavnice in zapah, kar zagotavlja, da vrat ni mogoče odpreti.
S tem nizom mehanskih dejanj mehanske ključavnice učinkovito zagotavljajo varnost. Mehanske ključavnice se zaradi svoje preproste zgradbe in zanesljivosti še vedno pogosto uporabljajo v številnih situacijah.
