La roue de Barlow est composée d'un disque denté vertical en cuivre et mobile autour d'un axe horizontal en laiton fixé sur un socle en bois. Dans le socle en bois et sous la roue se trouve une petite fente dans laquelle était placé un bain de mercure. Cette petite cuve est normalement placée entre les branches d’un aimant en fer en U fixé horizontalement sur le support.

L'un des pivots de l'axe horizontal est relié à un pôle d'un générateur de courant continu.

La roue de Barlow permet de mettre en évidence des mouvements de rotation continus créés par les forces électromagnétiques. La démonstration consiste à faire passer un courant électrique dans les rayons de la roue verticale, en reliant l'axe de la roue et le bain de mercure à un générateur à courant continu. La roue se met alors à tourner. Si l'on inverse les pôles de la pile, la roue tourne dans le sens inverse et plus l'intensité du courant est élevé, plus la roue tourne vite. 
Le champ magnétique, horizontal et normal au plan de la roue, exerce sur l'élément de courant vertical une force perpendiculaire à la fois au champ et au courant. Tous les rayons plongent dans le bain de mercure, ce qui maintient une rotation continue.

La roue de Barlow est une préfiguration du moteur électrique.