1935年義大利的Roberto Colombo研製出世界上首個嚙合同向雙螺桿擠出機後。自從其誕生後，經過半個多世紀的不斷改進和完善，它便以其積木式結構帶來的多變性和適應性以及優異的混合性能，在成型、共混、改性、反應擠出等聚合物加工過程中得到了廣泛套用。
擠出機的核心部件是螺桿，嚙合同向雙螺桿擠出機一般分為固體輸送、熔融、排氣、熔體輸送等功能段。至今為止，研究主要集中在熔體輸送段，已經有了成熟的理論體系和數理模型，有了很多有意義的研究成果；固體輸送段和熔融段由於物料在該段的狀態還不能由現有方程和數理模型很好的描述，所以理論研究成果較少，主要依靠經驗設計。
目前，嚙合同向雙螺桿擠出機向著高轉速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更優的混合質量、更低的能耗方向發展。也就是說，在保證產品質量的前提下，如何在更低的能耗下，獲得更高的生產能力，是雙螺桿擠出機製造商和用戶所共同追求的目標。
20世紀80年代，我國開始較為廣泛的套用雙螺桿擠出機，相對於西方國家（美、德、意、英、日等）起步較晚。隨後，我國一些廠家開始生產製造雙螺桿擠出機。但是最初的設計基本是依靠引進國外技術。到20世紀90年代初，我國雙螺桿擠出機的設計製造發展很快，形成了雙螺桿擠出機製造熱。目前國內所生產的雙螺桿擠出機的規格已由中小型開始向大型發展，制定了相應標準並形成系列，年產量達幾百台套。但在雙螺桿擠出機的設計、製造水平和機器的整體質量方面，與國外先進國家生產的雙螺桿擠出機還有不小差距，這主要表現在獨立設計能力較弱，不少廠家的產品是測繪和仿製的，設計出水平較高的機器較少。
目前國內嚙合同向雙螺桿擠出機方面研究工作做的較多的單位主要有：甘肅蘭州天華設計院，北京化工大學，SEI等單位，製造主要是大連橡塑還有南京科亞。
從結構上講，嚙合同向雙螺桿的螺槽為非封閉結構，本身有利於物料流通混合，物料從加料口到一根螺桿後，在摩擦拖拽下，沿著這根螺桿的螺槽前進至下方窄間隙，受到一定壓縮後而另一根螺桿托起，並在料筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺槽向前輸送，當物料前進到上方窄間隙時，又重複此過程，只是在軸線方向上移動了一定距離，因此，物料是繞兩根螺桿是螺旋“∞”形流動。從一根螺桿中沿螺槽流來的物料，一部分進入第二根螺桿的一個螺槽中，而另一部分到另一螺槽中（一分為二）在每一個“∞”形流程（即通過一個導程）中這個過程要進行兩次，即物料受到4次分割；通過兩個導程後，物料則受到16次分割，當通過10個導程後，則物料將受到上百萬次（2）的分割。另外，在嚙合區物料將受到強力的局部剪下作用，再加上螺桿間和螺桿與機筒內壁間存在的間隙所產生的漏流，使同向嚙合型雙螺桿產生很好的混合效果。
另外，由於嚙合同向雙螺桿擠出機的兩根螺桿在嚙合區間隙處的速度方向相反，它使得在嚙合區間隙處有更優的混合效果。首先，在嚙合區兩螺桿間的相對速度較大，從而對嚙合區中物料的剪下速率和剪下應力也較大；其次，物料在嚙合區產生了較好的返混，嚙合同向雙螺桿嚙合區中因為邊界速度相反，只有靠邊界的一小部分物料能通過徑向間隙，而中間的大部分物料卻就地折回，產生較大的回流量，極大的提高了分布混合能力。研究表明，在嚙合同向雙螺桿擠出機加工過程中，其一根螺桿相對於另一螺桿的運動是繞對方做平動，因此在其嚙合區內任意處兩螺桿的相對速度都相同，故物料在嚙合區承受基本均勻恆定的剪下速率，使得產生的混合更趨均勻。
常用的元件有常規螺紋元件、反向螺紋元件、捏合塊、齒形盤、S型元件、六稜柱元件等。
均可根據具體的套用需要來進行適當的組合以達到最好的效果。
