Het belangrijkste werkingsprincipe van de hoofdtransformator van een vermogenstransformator is elektromagnetische inductie, waarbij gebruik wordt gemaakt van een magnetisch veld om spanningsstijgingen/-dalingen en energieoverdracht te bewerkstelligen. Het basisidee is om wisselstroom te gebruiken om een veranderende magnetische flux in één wikkeling te genereren, die op zijn beurt een spanning in een andere wikkeling induceert.
Wanneer er wisselstroom in de hoog-spanningswikkeling van de hoofdtransformator vloeit, genereert deze een magnetisch wisselveld in de ijzeren kern. Dit magnetische veld wordt via de ijzeren kern naar de laagspanningswikkeling gestuurd, waardoor een elektromotorische kracht (EMF) wordt geïnduceerd en een spanningsconversie wordt bereikt. De windingsverhouding van de wikkelingen met hoge-spanning en lage- spanning bepaalt de verhouding tussen de uitgangsspanning en de ingangsspanning; dit wordt gewoonlijk de windingsverhouding genoemd. Met andere woorden: de kant met meer windingen heeft een hogere spanning en de kant met minder windingen heeft een lagere spanning.
Naast spanningsomzetting vervult de hoofdtransformator ook de functies van krachtoverbrenging en isolatie. Het maakt een veilige aansluiting mogelijk van elektriciteitsnetten met verschillende spanningsniveaus, terwijl gelijkstroom en bepaalde foutstromen worden geblokkeerd, waardoor stroomafwaartse apparatuur wordt beschermd. Het rendement van de hoofdtransformator is zeer hoog, doorgaans boven de 98%, maar er treedt tijdens bedrijf nog steeds een kleine hoeveelheid koper- en ijzerverlies op. Daarom is een koelsysteem nodig om de temperatuurstabiliteit te behouden en een betrouwbare werking gedurende een lange periode te garanderen.
