指工作功率大于37.3kw，控制灌溉面积超过26.7hm2的机型。其自动化程度高，单位资源量（电、水、人力）消耗少，生产效益高，代表了现代科学技术水平的喷灌机。
1滚移式喷灌机
通过安装在每节喷灌支管上的大滚轮（直径1~2m）进行定点喷灌。这种喷灌机1935年在美国开始使用，我国在黑龙江、新疆等地也有使用。该机为管端控制，监视系统安装在管的一侧，用按钮操作机组。这种机型结构简单，控制面积大，维修费省，但自动化程序低，需要人工调整滚轮位置，而且灌溉不均匀。
2圆形喷灌机
这种喷灌机因喷洒轨迹成圆形而得名，又因喷灌管象时针式的旋转又称为时针式喷灌机，还因喷灌管作时针旋转时围绕一中心支轴运行，亦称为中心支轴喷灌机。该机型最早出现在美国并获得专利，从最早的液压、水力驱动喷灌机到1965年生产出电力驱动圆形喷灌机，这是喷灌机发展史上的一场革命。因为圆形喷灌机机械化，自动化水平高，灌溉质量好，可保证农作物大幅度地增产，所以发展很快，目前世界上发达的国家大都采用这种机型实施农田灌溉。我国于1979年从国外引进样机并于1982年生产而且通过了国家机电部的鉴定。但由于在材料质量、机型设计、驱动及电器系统方面较差，所以目前在内地及新疆使用的喷灌机在都从美国进口。
3平移式喷灌机
平移式喷灌机又称直线连续自走式喷灌机。平移喷灌机的结构选用了圆形喷灌机的桁架、塔架、尾部的悬架，传动部件及行走部件，基本实现通用化。
平移式喷灌机呈矩性喷洒，喷灌覆盖率比圆形喷灌提高15%~20%，但平移式喷灌机的构造比较复杂，需要导向控制系统，对塔架同步性的精度要求比圆形喷灌机高5~6倍，需要更完善的电器控制系统，操作维护较复杂，而且存在二次提水能耗较高，在国外使用的不多，在国内也仅在黑龙江、新疆等少数地方使用。
4绞盘式喷灌机
绞盘式喷灌机采用软管供水，利用液压或水压驱动绞盘旋转，缠绕钢索或软管，牵引远射程喷头，边牵引边喷洒，由远而近移动喷灌机。这种喷灌机结构简单紧凑，机动性好、自动性高、维修管理方便，缺点是软管受拉力，磨损大，能耗高，损失大。这种喷灌机1918年在美国就有了专利，但直到70年代以后才在欧洲推广应用，主要因为该机型是作为补充灌溉，而欧洲的自然气候条件又比较适合的原因，在国内使用的用户中，内地较多，新疆较少。
5圆形喷灌机的结构与应用
以上几种喷灌机型，各有各的优势。从新疆的实际使用效果来看，当以圆形喷灌机的使用效果最好。下面就圆形喷灌机的工作参数及应用作一详细说明。
跨架结构：圆形喷灌机的桁架离地高度一般有4种：低跨架型，离地1.77m，适宜灌溉葡萄于地面的农作物，如土豆、花生等；标准跨架型，离地2.77m，适宜灌溉矮杆农作物，如小麦、棉花、玉米等；高跨架型，离地3.77m，适宜灌溉高杆农作物，如高梁、甘蔗等；超高跨架型，离地4.6m，适宜灌溉苗圃、果树等。
跨架长度：根据地块大小不同，可采用不同长度的跨架来组合：共有7种长度，33.44m、36.53m、38.95m、43.37m、49.12m、54.86m、60.63m。
供水管径：根据喷灌机控制面积的大小及流量，可以确定供水管径；一般有59/16英寸、65/8英寸、8英寸、10英寸等。
跨架组合：根据地块的大小，最经济的组合是7跨，一般有5跨、6跨、8跨、9跨、10跨等组合，面积从23.3~86.7hm2不等。
桁架材质：喷灌机上所有的金属零部件都经过热浸锌先进工艺处理，耐酸碱腐蚀，使用寿命可达25~30年。
驱动系统：喷灌机自身所需的工作功率非常低，每个跨架上只需配备一个驱动电机，0.55kw，为低速转，有34r/min和68r/min两种标准，可根据实际情况配置。
行走系统：采用全自动控制方式，依靠行走轮胎来完成圆形喷洒。轮胎有无内胎、有内胎、标准花纹和高悬浮之分，规格有11.2×24、12.4×24、12.4×28、12.4×38、14.9×24、14.9×28、16.9×24等，根据喷灌机所灌溉土壤的质地来配备。
工作压力：现在的喷灌机都采用低压供喷水方式，灌机入口压力一般在1.6~2.6kg即可正常工作。
调压范围：为了保证喷洒的均匀性，喷灌机上配置了调压器，从0.34kg到1.7kg，可根据具体情况配置调节。
外国圆形和平移式喷灌机发展现状
20世纪20年代，人们为了降低劳动强度，从繁重的移动管道灌溉作业中解放出来，俄国人和美国人相继研制出滚移式喷灌机（又称滚轮式喷灌机，Side-rollirrigationsystem）。尽管滚移式喷灌机具有明显的优点，但属于半自动化喷灌设备，不能自动移动，需要人为操纵，而且对地形和水源的要求较高，不能灌溉高秆作物，因而应用受到较大的限制。
为此，20世纪50年代初，美国人发明了圆形喷灌机（又称中心支轴式喷灌机，Centerpivotirrigationsystem）。早期以液压驱动和水力驱动为主，1965年出现电力驱动圆形喷灌机。此后，圆形喷灌机在全世界得到了广泛的应用，如今已在各大洲灌溉着数千万公顷的耕地、沙丘和草原，可称为世界农业灌溉史上的一次革命，曾被美国著名科技刊物《科学美国》称赞为“圆形喷灌机是自从拖拉机取代耕畜以来，意义最重大的农业机械发明。
圆形喷灌机存在一个重大的弱点，即灌溉面积是圆形，与地块形状和传统农艺耕作方式不一致，近20%的方形地块面积得不到有效灌溉。因而20世纪70年代又出现了平移式喷灌机（Lateral（或Linear）moveirrigationsystem），可实现矩形地块的灌溉。
由于圆形和平移式喷灌机自动化程度高、灌溉质量好、单机控制面积大，尤其是圆形喷灌机对地形的适应性强，对水源的要求低，因而非常适应人多地少地区的农业生产。国外生产圆形和平移式喷灌机的厂商较多，仅美国就有Lindsay公司、Valmont公司、Reinke公司、T-L公司、Lockwood公司等，其它如奥地利的Bauer公司、法国的Irrifrance公司、西班牙的RKD公司、意大利的Irriland公司、沙特阿拉伯共和国的Alkhorayef公司等。
上述公司中，当属美国公司的综合实力最强，技术力量最雄厚，其产品规格多、功能强、整机综合技术性能最先进。为了争夺国外市场，几乎所有国外生产商都将目光瞄准国际市场，如欧洲厂商生产的产品绝大部分出口，在其国内的应用较少。上述所有生产厂商大都在我国设有代表处（办事处），有的甚至还在我国建立了生产基地，如Valmont公司在上海、Lindsay公司在大连设有生产基地。但各公司只是将技术含量较低的产品在海外的生产基地或协作厂家中加工。