Stejně jako všechny nejlepší šifry je i stroj Enigma jednoduchý na popis, ale jeho prolomení je relativně náročné.
Enigma se pohybovala na hranici mezi mechanickým a elektrickým zařízením a zvenčí vypadala jako nadměrný psací stroj. Na klávesnici zadáte první písmeno zprávy a rozsvítí se písmeno, které ukazuje, co v zašifrované zprávě nahradilo. Na druhém konci je postup stejný: zadáte "šifrový text" a písmena, která se rozsvítí, představují dekódovanou zprávu. Uvnitř krabičky je systém postaven na třech fyzických rotorech. Každý z nich přijímá jedno písmeno a vydává je jako jiné. Písmeno projde všemi třemi rotory, odrazí se od "reflektoru" na konci a projde zpět všemi třemi rotory v opačném směru. Deska se v tu chvíli rozsvítí, aby ukázala zašifrovaný výstup, a první ze tří rotorů se posune o jednu pozici. Výstup se ale změní, i když druhé vstupní písmeno je stejné jako první. Když se první rotor otočí o všech 26 pozic, cvakne druhý rotor, a když vystřídá všechny pozice, udělá totéž i třetí, což vede k více než 17 000 různých kombinací, než se proces šifrování zopakuje. K šifrování přispívala zásuvná deska, umístěná mezi hlavními rotory a vstupem a výstupem, která vyměňovala dvojice písmen. V prvních strojích bylo možné takto vyměnit až šest párů, v pozdějších modelech to bylo až deset a přibyl čtvrtý rotor.
Navzdory této složitosti stačila obsluze informace o výchozí poloze a pořadí tří rotorů a o poloze zástrček v desce. Dekódování pak bylo tak jednoduché, jako zadání šifrového textu zpět do stroje. Díky reflektoru bylo dekódování stejné jako kódování textu, ale v opačném směru. Tento reflektor však také vedl k chybě v Enigmě a k základu, na němž byly založeny všechny snahy o prolomení kódu: žádné písmeno by nikdy nebylo zakódováno jako ono samotné. S touto znalostí a také s kvalifikovaným odhadem, co by mohlo být v některých zprávách zašifrováno (mezi běžné věty patřily "Keine besonderen Ereignisse" neboli "nic k hlášení" a "An die Gruppe" neboli "skupině"), bylo možné eliminovat tisíce potenciálních pozic rotoru.
Nakonec tým v Bletchley Parku sestrojil stroj Bombe, který tuto logickou analýzu zvládal. Závěrečné kroky se však vždy prováděly ručně: úkolem stroje Bombe bylo pouze snížit počet kombinací, které museli kryptoanalytici zkoumat. I když spojenecký tým pracoval na Enigmě, Osa vylepšovala své stroje, přidávala další a další rotory a minimalizovala chyby obsluhy. Nakonec byla Enigma nahrazena strojem Lorenz. To si vyžádalo další lámání kódů v Británii a větší automatizaci – což vedlo k výrobě Colossu, prvního digitálního programovatelného počítače na světě.