大型噴灌機指工作功率大于37.3kW，控制灌溉面積超過26.7hm2的機型。其自動化程度高，單位資源量（電、水、人力）消耗少，生產效益高，代表了現代科學技術水平的噴灌機。

　　
1 滾移式噴灌機
　　通過安裝在每節噴灌支管上的大滾輪（直徑1~2m）進行定點噴灌。這種噴灌機1935年在美國開始使用，我國在黑龍江、新疆等地也有使用。該機為管端控制，監視系統安裝在管的一側，用按鈕操作機組。這種機型結構簡單，控制面積大，維修費省，但自動化程序低，需要人工調整滾輪位置，而且灌溉不均勻。
　　
2 圓形噴灌機
　　這種噴灌機因噴灑軌跡成圓形而得名，又因噴灌管象時針式的旋轉又稱為時針式噴灌機，還因噴灌管作時針旋轉時圍繞一中心支軸運行，亦稱為中心支軸噴灌機。該機型最早出現在美國并獲得專利，從最早的液壓、水力驅動噴灌機到1965年生產出電力驅動圓形噴灌機，這是噴灌機發展史上的一場革命。因為圓形噴灌機機械化，自動化水平高，灌溉質量好，可保證農作物大幅度地增產，所以發展很快，目前世界上發達的國家大都采用這種機型實施農田灌溉。我國于1979年從國外引進樣機并于1982年生產而且通過了國家機電部的鑒定。但由于在材料質量、機型設計、驅動及電器系統方面較差，所以目前在內地及新疆使用的噴灌機在都從美國進口。
　　
3 平移式噴灌機
　　平移式噴灌機又稱直線連續自走式噴灌機。平移噴灌機的結構選用了圓形噴灌機的桁架、塔架、尾部的懸架，傳動部件及行走部件，基本實現通用化。
　　
平移式噴灌機呈矩性噴灑，噴灌覆蓋率比圓形噴灌提高15%~20%，但平移式噴灌機的構造比較復雜，需要導向控制系統，對塔架同步性的精度要求比圓形噴灌機高5~6倍，需要更完善的電器控制系統，操作維護較復雜，而且存在二次提水能耗較高，在國外使用的不多，在國內也僅在黑龍江、新疆等少數地方使用。
　　
4 絞盤式噴灌機
　　絞盤式噴灌機采用軟管供水，利用液壓或水壓驅動絞盤旋轉，纏繞鋼索或軟管，牽引遠射程噴頭，邊牽引邊噴灑，由遠而近移動噴灌機。這種噴灌機結構簡單緊湊，機動性好、自動性高、維修管理方便，缺點是軟管受拉力，磨損大，能耗高，損失大。這種噴灌機1918年在美國就有了專利，但直到70年代以后才在歐洲推廣應用，主要因為該機型是作為補充灌溉，而歐洲的自然氣候條件又比較適合的原因，在國內使用的用戶中，內地較多，新疆較少。
　　
5 圓形噴灌機的結構與應用
　　以上幾種噴灌機型，各有各的優勢。從新疆的實際使用效果來看，當以圓形噴灌機的使用效果最好。下面就圓形噴灌機的工作參數及應用作一詳細說明。

跨架結構：圓形噴灌機的桁架離地高度一般有4種：低跨架型，離地1.77m，適宜灌溉葡萄于地面的農作物，如土豆、花生等；標準跨架型，離地2.77m，適宜灌溉矮桿農作物，如小麥、棉花、玉米等；高跨架型，離地3.77m，適宜灌溉高桿農作物，如高梁、甘蔗等；超高跨架型，離地4.6m，適宜灌溉苗圃、果樹等。
　　
跨架長度：根據地塊大小不同，可采用不同長度的跨架來組合：共有7種長度，33.44m、36.53m、38.95m、43.37m、49.12m、54.86m、60.63m。
　　
供水管徑：根據噴灌機控制面積的大小及流量，可以確定供水管徑；一般有59/16英寸、65/8英寸、8英寸、10英寸等。
　　
跨架組合：根據地塊的大小，最經濟的組合是7跨，一般有5跨、6跨、8跨、9跨、10跨等組合，面積從23.3~86.7hm2不等。
　　
桁架材質：噴灌機上所有的金屬零部件都經過熱浸鋅先進工藝處理，耐酸堿腐蝕，使用壽命可達25~30年。
　　
驅動系統：噴灌機自身所需的工作功率非常低，每個跨架上只需配備一個驅動電機，僅0.55kW，為低速轉，有34r/min和68r/min兩種標準，可根據實際情況配置。
　　
行走系統：采用全自動控制方式，依靠行走輪胎來完成圓形噴灑。輪胎有無內胎、有內胎、標準花紋和高懸浮之分，規格有11.2×24、12.4×24、12.4×28、12.4×38、14.9×24、14.9×28、16.9×24等，根據噴灌機所灌溉土壤的質地來配備。
　　
工作壓力：現在的噴灌機都采用低壓供噴水方式，灌機入口壓力一般在1.6~2.6kg即可正常工作。
　　
調壓范圍：為了保證噴灑的均勻性，噴灌機上配置了調壓器，從0.34kg到1.7kg，可根據具體情況配置調節。