啮合型异向旋转式双螺杆挤出机一般采用两根尺寸完全相同，但螺纹方向相反的螺杆。为了强化混炼作用，螺杆上采用不同螺纹头数、变螺距和混合室等结构。螺纹局部断开形成的混合室内，使顺序前进的物料在输送过程中一度汇集，出现复杂的混合流动，可有效地增强物料混合。

异向旋转式双螺杆按照推送物料的方向，可分为内推式和外推式两类。两种型式的主要区别是压力区位置不同。内推式双螺杆在上部进入啮合，建立高压区。在下部双螺杆脱离啮合，产生低压区。物料在通过双螺杆时，受到类似于辗轮产生的挤压作用，产生捏合效果。但螺杆啮合紧密，势必形成极高的人口压力，造成进料困难。因此目前这种内推式很少采用，仅见于非啮合双螺杆挤出机上。外推式是一种广为采用的型式，特别适合于干粉料的加工。这种旋转方式建立的高压区在下部，低压区在上部，有利于喂入物料。挤出中，物料受到类似于辗轮产生的挤压捏合作用。

异向旋转式双螺杆上下部产生的压力差，造成螺杆向两侧偏移的分离力F。螺杆在F力作用下压向机筒，增加了机筒和螺杆的磨损。螺杆转速愈高，分离力愈大，磨损愈大。

因而异向旋转式双螺杆的转速受到限制。一般设计在较低转速范围工作，如最高转速为35 ~ 45r/min, 异向旋转式双螺杆挤出机比同向式的物料输送能力和挤出能力强，计量性能优越，但自洁性远远不如同向式。