脱粒机主要用于分段收获或联合收获过程中，将人工或收割机收割后的作物进行脱粒。根据不同的分类标准，脱粒机可以分为以下几类：
按脱粒程度分类：简易式脱粒机、半复式脱粒机、复式脱粒机。简易式脱粒机只有脱粒装置，不能分离和清粮，处理结果为混合物，需后续加工。半复式脱粒机具有脱粒、分离和清粮功能，能获得较干净的籽粒，但脱粒不完全。复式脱粒机除了脱粒、分离、清粮外，还设有复脱、复清和分级装置，能获得不同级别的干净籽粒。
按谷物喂入方式分类：全喂入脱粒机、半喂入脱粒机。全喂入脱粒机脱粒时作物茎杆全部进入脱粒装置，生产连续性好，效率高，损失小，但茎杆被打碎，易堵塞。半喂入脱粒机脱粒时作物的穗头被喂入脱粒装置，功率消耗较小，茎杆能保持完整，但效率低，适应性差。
按脱粒元件分类：纹杆式、钉齿式、弓齿式和叶轮式。纹杆式脱粒机结构简单，适应作物品种多，脱粒和分离性能好，但对不均匀喂入或潮湿作物适应性差。钉齿式脱粒机抓取能力强，适应潮湿水稻、大豆等作物，但碎草多，分离能力较低。弓齿式脱粒机多用于半喂入脱粒机。叶轮式脱粒机作业条件干净，但抓取能力差，脱净率低。
按作物流向分类：轴流式和切流式。轴流式脱粒机作物在滚筒和凹板之间沿轴向作螺旋运动，结构简单，脱净率高，分离时间长，破碎率低，但功率消耗大。切流式脱粒机作物在滚筒中沿滚筒切线方向运动，停留时间短，分离性能差。
在众多脱粒机中，轴流式全喂入脱粒机和半喂入脱粒机的使用较为广泛。