As chaves de catraca, sejam pneumáticas ou sem fio, funcionam da mesma maneira. Eles normalmente têm um motor que funciona em alta rotação e em apenas uma direção, independentemente de uma porca estar sendo apertada ou afrouxada. A saída do motor passa por engrenagens planetárias, que reduzem a velocidade e aumentam o torque, tipicamente por uma relação de transmissão entre 4:1 e 6:1. A saída da engrenagem aciona um virabrequim com um pino de deslocamento na extremidade. Este pino de deslocamento oscila um garfo que é restrito a se mover apenas de um lado para o outro. Com este arranjo, uma volta completa do virabrequim balança o garfo de um lado para o outro e vice-versa. Se você pensar em uma catraca manual, onde você balança repetidamente a alavanca para frente e para trás – o garfo está fazendo a mesma coisa, apenas com um curto curso angular e em uma taxa muito mais rápida.

O diâmetro interno do garfo é revestido com dentes de engrenagem que cercam e interagem com um mecanismo de catraca baseado em lingueta, bem como em uma catraca manual. Quando o garfo oscila de um lado para o outro, os dentes travam com a lingueta para girar a saída da ferramenta. Então, quando o garfo gira para trás, os dentes deslizam pela lingueta sem nenhum movimento da saída da ferramenta. O seletor para frente/para trás na ferramenta é usado para alterar a orientação da lingueta para que ela trave com os dentes do garfo para rotação no sentido horário da saída da ferramenta ou para rotação no sentido anti-horário.