A pesar de que su nombre proviene del apellido del cirujano francés que la recomendó para su uso en las ejecuciones en sustitución de los métodos tradicionales, éste no fue su inventor, puesto que máquinas parecidas ya se habían utilizado en Bohemia durante el siglo XIII, Alemania, Escocia, Inglaterra y los Estados Pontificios desde el siglo XV. En Italia se la conocía con el nombre mannaia, según la descripción publicada en 1732 en Viajes a España e Italia, del padre jesuita Jean-Baptiste Labat, y en el Voyageur francais, del abate Joseph Delaporte, publicado en 1777.
En un principio el corte de la hoja era horizontal, pero debido a los fallos en las pruebas realizadas con cadáveres se inclinó el filo para que cortase el cuello eficazmente. El reo es acostado sobre la báscula posterior y empujado al trangallo o cepo, donde su cuello queda aprisionado; el verdugo acciona un resorte y la cuchilla cae sobre el cuello, separando la cabeza del tronco a la altura de la cuarta vértebra cervical. La cabeza, ya separada, es recogida en un saco de cuero.
Uno de los asuntos más complejos es si una cabeza decapitada se mantiene consciente después de la separación del cuerpo. Se ha debatido muchas veces, especialmente en el contexto de si la decapitación es o no una forma humana de ejecución. No se ha dado una respuesta definitiva a esto. Muchos argumentan que la pérdida de conciencia puede ser virtualmente instantánea como resultado de la pérdida masiva en la presión de la sangre en el cerebro, o debido al impacto del implemento. Sin embargo, mediante evidencias anecdóticas, de varios grados de credibilidad, ha circulado durante siglos el que algunas cabezas decapitadas pueden, bajo algunas circunstancias, retener la conciencia por al menos unos pocos segundos.
A pesar de que Guillotin fue el que propuso el uso de la guillotina, este estaba en oposición a la pena de muerte, pero creía que un método de ejecución más humano y menos doloroso debería ser el primer paso hacia una abolición total de tales condenas. También intentó que las ejecuciones fuera vistas por menos familias y niños y de hecho, votó para hacerlas más privadas e individualizadas.
Existe una leyenda en la que supuestamente el doctor Guillotin había sido muerto guillotinado, pero es falsa; él falleció de un carbunco en su casa el 26 de marzo de 1814. Aparentemente el mito que ha existido sobre que Guillotin murió víctima de su propio invento tuvo su origen en que una persona del mismo apellido fue decapitada en Lyon.
