Принцип писања хемијске оловке је углавном да користи директан контакт између лопте и површине папира за стварање трења приликом писања, тако да се куглица котрља у седишту лопте, а мастило или мастило у допуни се извлаче како би се постигло сврха писања.
Хемијска оловка је оловка која пише мастилом и различитим пигментима. Врх оловке је мала челична кугла. Мала челична кугла је уграђена у малу цилиндричну бакарну посуду, а затим повезана са пластичном цеви испуњеном мастилом. Мастило тече доле ротацијом челичне кугле.
Пигменти у мастилима хемијских оловки су боје. Боје мастила су углавном плава, црвена и црна, међу којима се највише користи плаво мастило. Раније су пигментне компоненте у плавом мастилу биле соли{0}}на бази краљевске плаве боје и соли-на бази плавог лотоса, а растварач су били оксидовано рицинусово уље и рицинолна киселина. Пошто основне боје нису постојане на светлост (постојаност на светлост је само степен 1-2), нису отпорне на топлоту, нису отпорне на киселине и алкалије, тако да је трајност лоша и елиминисана је.
Плава хемијска оловка "424" и црна хемијска оловка "322" која се продају на тржишту имају бољу издржљивост рукописа. Чести су извештаји да су мирисне хемијске оловке отровне. Испарљива органска једињења садржана у инфериорном мирисном прибору су токсична и узрокују одређену штету људском телу; међутим, није било инцидената тровања узрокованих нормалном употребом хемијских-оловака на бази уља без испарљивих органских једињења.
Главна структура хемијске оловке је горњи и доњи зубни стуб, горњи зубни стуб се притиска руком, а доњи зубни стуб се може ротирати унутра. Спајање горњег и доњег зубног стуба је непотпуно, само је врх зупца делимично закачен, а водећа ребра иза два спојена зуба су дизајнирана да клизе у истом жлебу за вођење, а доњи стуб зуба је потиснут надоле горњи зубни стуб. После жлеба, услед дејства опруге, зупци доњег стуба зуба ће клизити по косој површини зупца узастопног горњег стуба зуба, тако да ће под дејством нагнуте површине доњи зупчасти стуб клизити. окрените угао и клизите на другу страну. Иди, притисне се надоле, а функција хемијске оловке се може остварити понављањем овога.
