O princípio de funcionamento central do transformador principal de um transformador de potência é a indução eletromagnética, usando um campo magnético para obter aumentos/diminuições de tensão e transferência de energia. Sua ideia básica é utilizar corrente alternada para gerar um fluxo magnético variável em um enrolamento, que por sua vez induz uma tensão em outro enrolamento.
Quando a corrente alternada flui para o enrolamento de alta-tensão do transformador principal, ela gera um campo magnético alternado no núcleo de ferro. Este campo magnético é transmitido através do núcleo de ferro para o enrolamento de baixa-tensão, induzindo uma força eletromotriz (EMF) e alcançando a conversão de tensão. A relação de espiras dos enrolamentos de alta-tensão e baixa-tensão determina a relação entre a tensão de saída e a tensão de entrada; isso é comumente referido como relação de espiras. Em outras palavras, o lado com mais voltas tem uma tensão mais alta e o lado com menos voltas tem uma tensão mais baixa.
Além da conversão de tensão, o transformador principal também desempenha as funções de transmissão e isolamento de energia. Permite a conexão segura de redes elétricas de diferentes níveis de tensão, bloqueando a corrente CC e algumas correntes de falha, protegendo equipamentos a jusante. A eficiência do transformador principal é muito alta, normalmente acima de 98%, mas ainda ocorre uma pequena quantidade de perdas de cobre e ferro durante a operação. Portanto, é necessário um sistema de refrigeração para manter a estabilidade da temperatura e garantir uma operação confiável durante um longo período.
