Việc thiết kế khớp nối thủy lực phải ưu tiên khả năng chịu áp lực; do áp suất thủy lực thường đạt tới vài trăm Bar nên các vật liệu có-khả năng chịu áp suất-vượt trội như thép không gỉ 316-thường được chọn. Hơn nữa, thiết kế phải đảm bảo tính toàn vẹn chống rò rỉ-; trong điều kiện áp suất cao{6}}, chất lỏng thủy lực đang chảy không được thoát ra ngoài. Điều này đòi hỏi phải có thiết kế kết cấu nghiêm ngặt và gia cố các bộ phận bịt kín. Thiết kế của cơ cấu vận hành tự động bao gồm cách khớp nối được gắn chắc chắn vào một thiết bị cố định, cấu hình của thiết bị truyền động và phương pháp cung cấp chất lỏng thủy lực. Về độ bền, các khớp nối cần phải chịu được các chu kỳ kết nối và ngắt kết nối lặp đi lặp lại hàng ngày; do đó, các vật liệu{10}chống mài mòn và thiết kế kết cấu được tối ưu hóa được sử dụng để giảm thiểu tình trạng hao mòn quá mức.
Trong quá trình vận hành, các khớp nối thủy lực cần phải liên tục tạo điều kiện thuận lợi cho dòng chảy và ngắt dòng chất lỏng áp suất cao{0}}; do đó, chúng phải kết hợp chức năng van tự động. Khi khớp nối bị ngắt, van sẽ tự động khóa để tránh rò rỉ chất lỏng thủy lực; ngược lại, khi khớp nối được kết nối, van sẽ tự động mở ra, giúp cho máy móc thủy lực hoạt động bình thường. Về mặt cấu trúc, khớp nối khí nén-thủy lực được chia thành các bộ phận nam và nữ: thành phần nam được gắn trên thiết bị cố định dụng cụ tự động, trong khi thành phần nữ kết nối với thiết bị thủy lực. Trong quá trình vận hành, công cụ tự động sẽ tiến tới thành phần nam, hướng dẫn thành phần đó-thông qua cơ chế căn chỉnh-vào cổng tương ứng của thành phần nữ. Khi bộ phận nam đạt đến độ sâu chèn được chỉ định, các cơ cấu bên trong trong cả bộ phận nam và nữ sẽ kích hoạt cơ cấu{8}}có lò xo để mở van. Điều này cho phép chất lỏng thủy lực chảy vào thiết bị, tạo ra áp suất cực lớn, sau đó được chuyển đổi thành năng lượng cơ học, từ đó bắt đầu hoạt động của máy móc thủy lực. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, bộ phận nam được rút ra và cơ chế bên trong của khớp nối sẽ kích hoạt van tự động khóa và đóng.
