涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机，它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮(位于排气道内)，涡轮又带动同轴的叶轮(位于进气道内)，叶轮就压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。

当发动机转速加快，废气排出速度与涡轮转速也同步加快，空气压缩程度就得以加大，发动机的进气量就相应地得到增加，就可以增加发动机的输出功率了。涡轮增压的最大优点是它可在不增加发动机排量的基础上，大幅度提高发动机的功率。一台发动机装上涡轮增压器后，其输出的最大功率与未装增压器的相比，可增加大约40%甚至更多。这意味着一台小排量的发动机经增压后，可以产生同较大排量发动机相同的功率。

柴油涡轮增压直喷式发动机就是一个例子，因为活塞顶的造型是一个凹陷式的碗状设计，燃油会在气缸内形成一股螺旋状的混合气，这样空气和燃油混合就会更加充分，燃烧更理想，因此不但提高了动力输出，降低了油耗，同时也大大减轻了废气的排放。但凡事有利就有弊，涡轮增压也不例外。发动机在采用废气涡轮增压技术后，工作中产生的最高爆发压力和平均温度将大幅度提高，从而使发动机的机械性能、润滑性能都会受到影响，而且还会提高进气温度。