Der Kaffeevollautomat arbeitet nach der Funktionsweise einer Espressomaschine. Dabei gilt, dass er den hohen Druck und die kurze Brühdauer, wie sie bei Espresso geboten ist, nachahmt. Allerdings arbeiten die Kaffeevollautomaten heute, wie der Name schon sagt, vollautomatisch. Das heißt, es sind nur wenige Knopfdrücke notwendig, um die verschiedensten Kaffeesorten zu brühen.
Entwickelt wurden die Automaten von dem Schweizer Arthur Schmed. Der Ingenieur aus Rüti begann bereits in den 1970er Jahren mit der Entwicklung eines solchen Automaten, nach etwa zwei Jahren, in denen er sich intensiv mit dieser beschäftigte, konnte er den ersten Prototyp für Kaffeevollautomaten vorstellen. Das war 1980. Seither sind natürlich viele Verbesserungen und Erweiterungen durchgeführt worden, wobei die Grundlagen nach wie vor ähnlich sind.
Die wichtigsten Bestandteile der Kaffeevollautomaten sind die Brühgruppe, das Mahlwerk zum Mahlen der ganzen Bohnen, die Pumpe und der Durchlauferhitzer. Teilweise wird letzterer durch einen Boiler ersetzt oder ergänzt. Auf dem modern gestalteten Display lässt sich ablesen, ob der Automat derzeit in Betrieb oder auf Standby ist. Außerdem kann am Bedienelement eingestellt werden, welche Kaffeesorte gebrüht werden soll, wie stark der Kaffee sein soll und auch die Wassermenge kann hier reguliert werden. Eine wichtige Funktion ist auch die für den Wasserdampf, da damit Milch aufgeschäumt werden kann. So entsteht die typische Crema beim Kaffee, die heute niemand mehr missen will. Ebenfalls von Bedeutung sind die Programme zur Entkalkung und Reinigung, die selbsterklärend sind und sich mittels Knopfdruck durchführen lassen. Allerdings werden in regelmäßigen Abständen auch Reinigungstabletten erforderlich, um langfristig für höchsten Kaffeegenuss sorgen zu können.