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Der Entwurf zeichnet sich als Gelenklokomotive mit einem fest im Hinterrahmen angeordneten Hochdrucktriebwerk und einem kurvenbeweglich in einem Drehgestell untergebrachten Niederdrucktriebwerk aus, welche mittels Verbundwirkung angetrieben wird. Der Dampf strömt dabei zunächst mit vollem Kesseldruck in das hintere Triebwerk, um dann, etwa zur Hälfte entspannt, das Niederdrucktriebwerk zu bewegen. Die Dampfleitungen benötigen mehrere Gelenke: eine Stopfbuchse zur drehbaren Lagerung des Verbundrohres sowie zwei Kugelgelenke und ein Dehnungsstück mit Kolben und Dichtringen in der Ausströmung zum Blasrohr.
Mallets Idee war gegenüber den bereits bekannten Gelenk-Typen Meyer und Fairly mit jeweils zwei Drehgestellen in mehrfacher Hinsicht fortschrittlich: Vermeidung der Dichtungsprobleme und des Wartungsaufwands beweglicher Hochdruckleitungen, verbesserte Fahreigenschaften durch weniger Schlingern sowie ein besserer Wirkungsgrad durch ein günstigeres Wärmegefälle.
Mallet-Lokomotiven hatten bei Vorwärtsfahrt einen guten und ruhigen Kurvenlauf. Bei Rückwärtsfahrt trat jedoch, bedingt durch das steife hintere Fahrwerk ohne Laufachsen, ein unruhiger Lauf ein, wobei in Kurven Stöße deutlich zu spüren waren. Nachteilig war das allen Gelenkloks eigene Schleudern des vorderen Triebwerks, da bei Bergfahrt das Drehgestell ent- und das Rahmentriebwerk belastet wurden. Daraufhin fiel der Druck zwischen beiden Triebwerken ab und die Hochdruckmaschine begann ebenfalls zu schleudern.
Insgesamt wurden von 1887 bis 1961 weltweit mehr als 5000 Mallet-Lokomotiven gebaut. Das übersteigt die Stückzahlen anderer Gelenklok-Bauarten bei weitem.
Im aktuellen Modelleisenbahner zeichnet Olaf Haensch die Erfolgsgeschichte der Mallet-Lokomotiven auf, welche ihren Konstrukteur weltberühmt machen sollte.
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