หม้อแปลงไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ประกอบด้วยแกนเหล็กที่เรียงซ้อนกันด้วยแผ่นเหล็กซิลิกอน (หรือแผ่นเหล็กซิลิกอน) และขดลวดสองชุดที่พันรอบแกนเหล็ก แกนเหล็กและขดลวดถูกหุ้มฉนวนจากกันโดยไม่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าใดๆ
ขดลวดที่เชื่อมต่อหม้อแปลงกับด้านแหล่งจ่ายไฟเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิ (หรือด้านปฐมภูมิ) และขดลวดที่เชื่อมต่อหม้อแปลงกับอุปกรณ์ไฟฟ้าเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิ (หรือด้านทุติยภูมิ) เมื่อขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ จะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงขึ้นในแกนเหล็ก
เนื่องจากขดลวดทุติยภูมิพันอยู่บนแกนเหล็กเดียวกัน และเส้นแรงแม่เหล็กตัดผ่านขดลวดทุติยภูมิ จึงต้องเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขึ้นบนขดลวดทุติยภูมิ ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าที่ปลายทั้งสองของขดลวด เนื่องจากเส้นสนามแม่เหล็กเป็นแบบสลับ แรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิจึงเป็นแบบสลับเช่นกัน และความถี่จะเท่ากับความถี่ของไฟบ้านทุกประการ
ได้รับการพิสูจน์ทางทฤษฎีแล้วว่าอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงมีความสัมพันธ์กับอัตราส่วนรอบของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งสามารถแสดงได้ด้วยสูตรต่อไปนี้:
แรงดันไฟฟ้าขดลวดปฐมภูมิ / แรงดันไฟฟ้าขดลวดทุติยภูมิ = รอบขดลวดปฐมภูมิ / รอบขดลวดทุติยภูมิ
อธิบายว่ายิ่งมีรอบมาก แรงดันไฟฟ้าก็ยิ่งสูง ดังนั้นจึงเห็นได้ว่าขดลวดทุติยภูมิน้อยกว่าขดลวดปฐมภูมิ คือหม้อแปลงลดแรงดันไฟฟ้า ในทางตรงกันข้ามคือหม้อแปลงเพิ่มแรงดันไฟฟ้า