Šivalni stroj s ključavnico veže tkanino skupaj z dvema tuljavama niti in iglo z ušescem na dnu. Za razliko od stroja za verižne šive, šivalni stroj s ključavnico naredi močne, ravne šive. To je bila prva vrsta komercialnega šivalnega stroja, ki je pridobil patent, začel proizvodnjo in dal avtomatsko šivanje v roke milijonov gospodinjstev.
Večina domov ima šivalni stroj s ključavnico, ker se njihov osnovni šiv lahko uporablja za najrazličnejše aplikacije. Stroj deluje tako, da zaklene dve niti iz dveh vretenc, ki se ne moreta zlahka razpletati, za razliko od verižnega šiva. Dolžino šiva, pa tudi napetost, je mogoče nadzorovati s številčnico.
Prva tuljava sedi na vrhu stroja. Njena nit poteka skozi napenjalno ročico, da jo gladko napaja. Nato se zavije v iglo, ki se nahaja na njenem dnu. Igla se pritrdi na nogo, ki lahko pritisne blago na podajalnik. Druga nit, na drugi kleklji, je skrita v predelu pod nogo. Ta nit se potegne na čolničku, da zavije okoli niti od zgoraj. Igla šiva gor in dol bodisi z ročno stopalko ali motorjem, ki ga krmili pedal.
Več različnih inženirjev, ki so delali v fazah, je potrebovalo desetletja, da so izpopolnili avtomatiziran šivalni stroj, ki je bil enostaven za izdelavo, uporabo in popravilo. Leta 1846 je Elias Howe pomislil na osnovno idejo zavijanja ene niti skozi drugo, medtem ko se z ročno zasukano iglo šiva naprej in nazaj. Čeprav je prejel patent, ga nikoli ni izdelal ali uspešno tržil. V 1850-ih je Isaac Singer izboljšal Howeja in izdelal stroj, kjer se je igla premikala gor in dol, ročico pa je krmilila noga, tako da so lahko roke proste za podajanje tkanine. Izpopolnil je tudi drugi shuttle, ki sedi spodaj za nadzor klekljanja.
Sodobni šivalni stroj ima dodatno udobje, moč in fleksibilnost, vendar deluje po enakih načelih. Zdaj so elektrificirani, tako da nožni pedal poganja šivanje z motorjem. Opremljene so tudi z nastavki ali nastavitvami, ki vam poleg šivanja ravnih šivov omogočajo obrobljanje, prešivanje, oblikovanje gumbnic, vezenje in šivanje drugih okrasnih šivov. Njihova vsestranskost podpira tuljave različnih velikosti, tkanine različnih debelin in številne prilagojene projekte.