Stieņu dzirnavas ir rūdas slīpēšanas mehānisms, kas rotējošā cilindrā izmanto vairākus vaļīgus tērauda stieņus, lai nodrošinātu tā berzi vai slīpēšanu. Bungai tiek pievienots rūdas lādiņš, un, tai griežoties, berze starp slīdošiem stieņiem sadala rūdu smalkākās daļiņās. Lai gan stieņu dzirnavas ir līdzīgas darbībā, tās bieži ir efektīvākas nekā lodīšu dzirnavas, jo tām ir nepieciešams mazāks rotācijas ātrums un mazāk tērauda, lai sasniegtu tādus pašus rezultātus. Tomēr tas ir ierobežots līdz maksimālajam stieņa un trumuļa garumam, kas ir aptuveni 20 pēdas (6 metri), un to parasti izmanto tikai mitrās slīpēšanas procesos. Stieņu dzirnavas mēdz ciest arī no paātrināta trumuļu oderējuma un pacēlāja nodiluma, jo palielinās stieņu svars.
Gadsimtiem ilgi ir izmantotas dažāda veida dzirnavas, lai sadalītu cietās daļiņas vai rupjās daļiņas saturošus materiālus smalkākos gatavos produktos. Sākot ar necilo javu un piestu, izmantojot dzīvnieku, vēja un ūdens darbināmas dzirnavas, līdz milzīgām, elektriski darbināmām versijām, kas ir izplatītas mūsdienu rūpnieciskajos lietojumos, visām ir viena kopīga iezīme: mehāniskā berze vai slīpēšana. Visos dzirnavu veidos tiek izmantots viena vai cita apraksta malšanas process, lai pakāpeniski samazinātu sākotnējā materiāla lādiņa izmēru. Piemēram, vecākās dzirnavās šī darbība tika panākta, novietojot rupjo materiālu starp diviem dzirnavu akmeņiem un pagriežot vienu pret otru, lai iegūtu smalkāku galaproduktu.
Mūsdienu rotācijas dzirnavas izmanto to pašu principu, velkot vaļīgos slīpēšanas elementus slēgtā tvertnē, kurai tiek pievienots lādiņa materiāls. Parastie piemēri ir stieņu un lodīšu dzirnavas, kuras abas ir rotācijas trumuļa tipa, kuru frēzēšanas darbībai tiek izmantoti iekšējie slīpēšanas līdzekļi. Atšķirībā no lodīšu dzirnavām, kurās slīpēšanas darbības nodrošināšanai tiek izmantots liels skaits rūdītu tērauda lodīšu, stieņu dzirnavās tiek izmantoti tērauda stieņi, kas atrodas cilindrā un paralēli tās asij. Kad cilindrs griežas, šie stieņi ripojas tā iekšpusē, tādējādi saspiežot padeves materiālu starp tiem.
Stieņu dzirnavas parasti ir efektīvākas nekā lodīšu dzirnavas, jo tām ir efektīvāka kaskādes darbība un lielāka gultņu virsma, ko nodrošina stieņi. Tas nozīmē, ka tas var darboties ar mazāku ātrumu un ar mazāku slīpēšanas līdzekļu daudzumu, kā arī rada mazāk nevēlamu gļotu blakusproduktu. Tomēr stieņu dzirnavām darbības laikā ir jāpievērš lielāka uzmanība, lai novērstu stieņu sapīšanos, un parasti tās ir neefektīvas sausās frēzēšanas operācijās. To maksimālais stieņa garums ir arī aptuveni 20 pēdas (6 metri), kas nozīmē, ka tie parasti ir mazāki par lodīšu dzirnavām. Salīdzinoši lielā stieņu svara dēļ stieņu dzirnavām ir arī lielāks uzliku un pacēlāju nodilums nekā citiem frēžu veidiem.