全自动机械手表通过摆陀在佩戴时的摆动为发条上链，无需手动上发条，因此更加方便。自动机械手表通常具有至少40小时的动力储存，即使不佩戴，依然能维持稳定的运行。一些较为高级的自动机械表，如精工的Kinetic人动电能手表，利用手腕活动产生电力，进一步提升了手表的便捷性。
自动机械手表的自动上链装置安装在机芯后面，打开后盖即可看到。自动锤固定在中心自动锤轴上，通过外力作用围绕中心旋转，带动换向轮、自动传动轮和自动头轮，使大钢轮一个齿一个齿地转动，从而实现上链。自动机械表通常具有防止发条过紧的功能，以避免发条损坏。
自动机械表的动力储存原理在于，发条的弹力提供手表运行所需的能量。当上满发条时，手表的力矩较大，随着时间的推移，发条逐渐发松，力矩逐渐减小。在24小时内，手表的力矩输出是平稳的，走时也较为精确。超过24小时后，发条力矩会急骤下降，走时误差增大，因此需要每天定时上满发条以确保走时更准确。
电波钟表接收天文台地面发射站的长波标准授时信号，经数据处理器处理后自动校正走时误差，实现了高精度的计时和显示时间。电波手表通过内置的电波接收器接收信号，进行自动校正。
海鸥系列的T16机芯结构相对复杂，加工要求较高，虽然单日历版本还可以，但添加附加功能后，其走时效果不佳。该机芯存在击摆严重、跳秒等问题，虽然对表的走时无影响，但这些缺点使其难以被广泛应用。西铁城的8210机芯自动上链，具有高频率摆动，但寿命可能比其他表短。
自动机械表与手动机械表相比，不仅操作更方便，还具有自动上链的功能。虽然一些高端机芯仍保留手动上发条的功能，但大多数自动机械表已经省略了这一功能。
自动机械表的结构型式多样，但工作原理大致相同。自动上条装置通常安装在机芯后面，通过自动锤、换向轮、自动传动轮和自动头轮的配合，使大钢轮一个齿一个齿地转动，从而实现上链。自动机械表的出现，使得手表的上链更加便捷，提高了使用体验。
