หม้อแปลงถูกสร้างขึ้นโดยใช้การเหนี่ยวนําแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยแกนเหล็กซ้อนกันด้วยแผ่นเหล็กซิลิคอน (หรือแผ่นเหล็กซิลิคอน) และขดลวดสองชุดพันรอบแกนเหล็ก แกนเหล็กและขดลวดถูกแยกฉนวนกันโดยไม่ต้องเชื่อมต่อไฟฟ้า
ขดลวดที่เชื่อมหม้อแปลงกับด้านแหล่งจ่ายไฟเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิ (หรือด้านปฐมภูมิ) และขดลวดที่เชื่อมหม้อแปลงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิ (หรือฝั่งทุติยภูมิ) เมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC จะเกิดเส้นแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงในแกนเหล็ก
เนื่องจากขดลวดทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กเดียวกัน และเส้นแรงแม่เหล็กตัดขดลวดทุติยภูมิ จึงต้องเกิดแรงไฟฟ้ากระตุ้นที่เกิดขึ้นกับขดลวดทุติยภูมิ ทําให้แรงดันไฟฟ้าปรากฏที่ปลายทั้งสองของขดลวด เนื่องจากเส้นสนามแม่เหล็กสลับกัน แรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิก็สลับกันไปด้วย และความถี่ก็เหมือนกับความถี่ไฟฟ้าหลักเป๊ะ ๆ
ทางทฤษฎีได้พิสูจน์แล้วว่าอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงสัมพันธ์กับอัตราส่วนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรดังนี้:
แรงดันไฟฟ้าขดลวดปฐมภูมิ / แรงดันไฟฟ้าขดลวดทุติยภูมิ = การหมุนของขดลวดปฐมภูมิ / การหมุนขดลวดทุติยภูมิ
อธิบายว่ายิ่งหมุนมาก แรงดันก็ยิ่งสูงขึ้น ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าขดลวดทุติยภูมิมีขนาดเล็กกว่าขดลวดปฐมภูมิซึ่งเป็นหม้อแปลงแบบลดระดับ ตรงกันข้ามคือหม้อแปลงแบบขั้นบันได