Le polissage mécanique est réalisé sur une polisseuse spéciale. Celle-ci se compose principalement d'un moteur électrique et d'un ou deux disques de polissage entraînés par celui-ci. Un tissu de polissage de différents matériaux est utilisé sur le disque. Pour un polissage grossier, on utilise souvent de la toile ou un tissu grossier, tandis que pour un polissage fin, on utilise souvent de la flanelle, un tissu fin ou de la soie. Lors du polissage, on applique en continu sur le disque de polissage un liquide de polissage, ou bien on y enduit un agent de polissage crémeux à base de poudre de diamant très fine. Pendant le polissage, la surface à polir de l'échantillon doit être pressée uniformément sur le disque de polissage rotatif. La pression ne doit pas être excessive et le mouvement de va-et-vient radial continu doit s'effectuer du bord du disque vers son centre. On obtient une surface miroir brillante en éliminant les marques d'usure grâce à l'action de frottement et de roulement relative entre la poudre (ou le liquide) de polissage très fine et la surface à polir.

Caractéristiques du polissage mécanique : faible coût, opération simple, mais faible efficacité, surface de polissage irrégulière, temps de polissage difficile à maîtriser, convient au traitement de petites surfaces.