早期的矫直机所采用的矫直原理是在板材两端施加一定拉力的方法迫使板材纵向拉伸，从而使平直度下降。拉力作用下的板材形变分为弹性形变和塑性形变，当拉力撤销后弹性形变将消失，而塑性形变会保留下来，所以只有塑性形变可以提供板材永久性的纵向延伸。矫直机必须提供使板材形变量超过屈服极限的拉伸张力，所以能耗较大；且拉伸张力过大会使矫直后板材厚度明显下降，板材容易出现断裂。

     矫直机的组成结构:矫直机由张力辊组、弯曲辊组和矫直辊组三个部分组成。其中张力辊组由八个钢辊组成，分前后两组（入口张力辊组和出口张力辊组），通过前后两个辊组传动速度差提供拉伸张力；弯曲辊组和矫直辊组通常成对出现，二者都是由一个工作辊和数个支撑辊联合组成，弯曲辊组和矫直辊组通过下压板材提供弯曲张力，辊的下压深度决定了板材弯曲的程度。

     为了减少拉伸张力，矫直机加入了弯曲作用。在垂直板材表面的方向放置一个钢辊，通过钢辊下压迫使板材弯曲。板材受下压钢辊的作用向下凸起，在长度方向上发生弯曲。在没有拉伸张力的情况下弯曲作用将导致板材上表面收缩，下表面拉伸。当板材两端添加适当的拉伸张力后，上表面由弯曲作用带来的收缩力矩和拉伸张力带来的拉伸力矩相互抵消，故上表面既不被拉伸也不收缩。而下表面同时受到弯曲作用带来的拉伸力矩和拉伸张力带来的拉伸力矩，故下表面将被拉伸。板材上表面和下表而之间的部分都受到不同程度的拉伸，总的来说整个板材都被拉长了，下表面获得最大延伸。