Ручка музыкальной шкатулки создаёт завод пружинного механизма, напоминающего часовой. Механизм вращает барабан с тонкими выступами.

Выступы задевают за зубья гребёнки, расположенной напротив барабана, и таким образом шкатулка издаёт звук.

Для смены мелодии барабан автоматически (также при помощи пружины) сдвигается в продольном
направлении, тем самым изменяя последовательность зацепления выступов за зубья и, как следствие, мелодию.

До изобретения и распространения граммофона музыкальные шкатулки различных размеров и сложности были популярны в богатых домах и общественных заведениях.