O italiano venceu com parciais de 6-3, 6-4 e 6-4, em 2h25min.
Em busca do tri em Melbourne, Sinner disputará uma vaga na final na madrugada de sexta-feira contra o sérvio Novak Djokovic, que se classificou para as semifinais após a desistência do italiano Lorenzo Musetti.
O número 2 do ranking voltou a demonstrar que atualmente há poucos rivais no circuito capazes de derrotá-lo. Shelton, que disputava na Austrália um dos melhores torneios da sua carreira, não conseguiu acompanhar o ritmo de Sinner, além de ter cometido muitos erros não forçados (34 contra apenas 16 do rival).
Shelton não conseguiu converter nenhum dos quatro break-points que teve na partida, enquanto Sinner precisou apenas quebrar o serviço de Shelton uma vez por set para fechar a vitória em duas horas e 25 minutos de jogo.
Sinner, que teve problemas físicos na terceira rodada, parece em melhor forma à medida que o torneio avança. "Vamos dia a dia. Hoje senti que estava me movimentando novamente um pouco melhor, sinto que estou fisicamente mais forte outra vez", declarou após a partida.
As semifinais do primeiro Grand Slam da temporada contarão com a presença dos quatro melhores tenistas do ranking ATP: Carlos Alcaraz, líder da classificação, enfrentará o alemão Alexander Zverev (3), enquanto Sinner vai encarar Djokovic, que aos 38 anos sonha em conquistar o 25º Major da carreira.