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，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。
外國圓形和平移式噴灌機發展現狀
20世紀20年代，人們為了降低勞動強度，從繁重的移動管道灌溉作業中解放出來，俄國人和美國人相繼研制出滾移式噴灌機（又稱滾輪式噴灌機，Side-rollirrigationsystem）。盡管滾移式噴灌機具有明顯的優點，但屬于半自動化噴灌設備，不能自動移動，需要人為操縱，而且對地形和水源的要求較高，不能灌溉高稈作物，因而應用受到較大的限制。
為此，20世紀50年代初，美國人發明了圓形噴灌機（又稱中心支軸式噴灌機，Centerpivotirrigationsystem）。早期以液壓驅動和水力驅動為主，1965年出現電力驅動圓形噴灌機。此后，圓形噴灌機在全世界得到了廣泛的應用，如今已在各大洲灌溉著數千萬公頃的耕地、沙丘和草原，可稱為世界農業灌溉史上的一次革命，曾被美國著名科技刊物《科學美國》稱贊為“圓形噴灌機是自從拖拉機取代耕畜以來，意義最重大的農業機械發明。
圓形噴灌機存在一個重大的弱點，即灌溉面積是圓形，與地塊形狀和傳統農藝耕作方式不一致，近20%的方形地塊面積得不到有效灌溉。因而20世紀70年代又出現了平移式噴灌機（Lateral（或Linear）moveirrigationsystem），可實現矩形地塊的灌溉。
由于圓形和平移式噴灌機自動化程度高、灌溉質量好、單機控制面積大，尤其是圓形噴灌機對地形的適應性強，對水源的要求低，因而非常適應人多地少地區的農業生產。國外生產圓形和平移式噴灌機的廠商較多，僅美國就有Lindsay公司、Valmont公司、Reinke公司、T-L公司、Lockwood公司等，其它如奧地利的Bauer公司、法國的Irrifrance公司、西班牙的RKD公司、意大利的Irriland公司、沙特阿拉伯共和國的Alkhorayef公司等。
上述公司中，當屬美國公司的綜合實力最強，技術力量最雄厚，其產品規格多、功能強、整機綜合技術性能最先進。為了爭奪國外市場，幾乎所有國外生產商都將目光瞄準國際市場，如歐洲廠商生產的產品絕大部分出口，在其國內的應用較少。上述所有生產廠商大都在我國設有代表處（辦事處），有的甚至還在我國建立了生產基地，如Valmont公司在上海、Lindsay公司在大連設有生產基地。但各公司只是將技術含量較低的產品在海外的生產基地或協作廠家中加工。