Tim nhân tạo có một vỏ bảo vệ làm từ nhựa cứng và nặng chừng 900 gram. Chúng hoạt động giống như một quả tim người bình thường với hai tâm thất và có nhịp tim.

Hoạt động cấy ghép một quả tim nhân tạo bao gồm việc cắt bỏ quả tim có vấn đề tại khu vực dưới tâm nhĩ, để đảm bảo máu vẫn có thể chảy tới các mô tạng trong cơ thể.

Tiếp đó, một bộ phận đệm không gây phản ứng đào thải của cơ thể sẽ được lắp vào trong các tâm nhĩ. Quả tim máy, gồm 2 tâm thất và 4 van, sẽ được lắp vào bộ phận đệm này.

Cả hai tâm thất đều được chia thành 2 khoang, ngăn cách với nhau bởi một màng nhầy có hai mặt.

Mặt bên trái của màng nhầy dùng để lọc máu và được làm từ mô của con bò, đã qua xử lý chống gây phản ứng đào thải. Mặt còn lại để ngăn khu vực chứa chất lỏng và các động cơ bơm của quả tim máy, được làm từ vật liệu polyurethane.

Nhịp tim diễn ra theo một tiến trình gồm 2 giai đoạn. Chiếc máy bơm gồm 2 động cơ sẽ liên tục làm dịch chuyển phần dịch lỏng chứa trong một chiếc túi mềm gắn ngoài quả tim máy.

Khi dịch lỏng được rút đi, nó sẽ tác động lên màng nhầy và tạo lực hút máu vào tâm thất. Khi dịch lỏng được bơm vào, nó sẽ tác động lên màng nhầy và đẩy máu đi tới các động mạch. Hệ thống van sẽ đảm bảo dòng máu chỉ chảy theo một chiều.

Bộ pin của tim máy có thể tự hoạt động trong 5-6 giờ và nó được nối với một dây sạc đâm xuyên qua da.

Các mẫu tim máy hiện nay có thể hoạt động trong vòng 5 năm, tương đương với 230 triệu nhịp tim./.