行星轧机是由两个支承辊及围绕支承辊圆周的许多小行星辊(工作辊)组成的轧机。行星轧机是1945年美国森吉米尔(T．Sendzimir)创制的。1950年法国建成第一台窄带钢行星轧机，以后许多国家包括中国也先后建造了这种轧机。最大的行星轧机是日本的1450mm轧机，可将140mm×1300mm×6500mm的连铸坯一道轧成厚3.5～6mm的带钢或6～50mm的厚板。行星轧机的支承辊为传动辊，顺轧制方向旋转。行星辊(12～24对)除按反轧制方向自转以外，还围绕支承辊公转。行星辊的轴承安置于支承辊两端的轴承座圈内，轴承座圈可围绕支承辊作相对转动。轧机工作时严格要求上、下两支承辊所带动的工作辊互相同步运转，使其运动位置上、下对称，轴线保持在同一平面内，保证每对工作辊同时与金属接触或离开。为此而采用了同步装置，使上下轴承座圈以同样的速度绕支承辊回转。轧制时支承辊、工作辊和轧件之间不应产生滑动，而应保持滚动关系。工作辊作行星运转，与支承辊及轴承座圈之间保持一般行星轮系的速度关系。行星轧辊在轧制时无咬入能力，坯料必须用送料辊推入。行星辊相继辗过变形区，对坯料进行周期性锻轧压缩，一道总压下率达90%以上。由于行星辊多次(多达100次／s)压下给带材造成累积变形，带材会出现波纹，必须经精轧或平整机轧制加以消除。由于每对行星辊的实际压下量很小，轧件产生类似高件的双鼓形不均匀变形，而使轧件出现凹形侧边并在轧后形成折叠或毛边。为了避免产生这种缺陷，要求板坯边部经立辊轧边机预先轧成凸形，以便轧后能得到较平整的侧边。因此，行星轧机机组一般皆由立辊轧边机、送料辊、行星轧机及平整机或精轧机组成，如图所示。1962年日本开发出一种单辊行星轧机，它一面是大直径工作辊或固定平砧，另一面是行星辊。由于这种单辊行星轧机没有上下辊组的同步系统，甚至取消了传动齿轧机架等设备，从而不仅大大简化了设备结构，而且从根本上消除了因工作辊同步失调而产生的事故缺陷，轧制速度较高，生产灵活性较大，但总压下量要小一些。行星轧机因上述诸多缺点大都未能长期生产使用。

除热轧板带行星轧机以外，也有冷轧板带行星轧机，也未得到推广应用。前苏联还建造了生产薄壁钢管的三辊式行星轧机和生产小钢坯的万能行星轧机。1970年联邦德国创制了三辊行星斜轧机，以连续的轧制变形方法生产圆形棒线材。

行星轧机轧制的主要特点是：轧制总压下率很大，可达90%～98%；轧制过程中轧件不仅不降温反而可升温50～100℃，有利于加工温度要求较严的特殊钢；但行星轧机结构复杂，生产中事故较多，维修工作量大，振动和噪声大，生产不稳定，轧制速度低，轧机作业率不高，因而产品精度不高，表面质量也较差。