בבסיסו, אלטרנטור פועל על בסיס עקרונות האינדוקציה האלקטרומגנטית שגילה מייקל פאראדיי בשנת 1831. הוא מורכב ממספר מרכיבים מרכזיים: שדה מגנטי מסתובב (הרוטור), קבוצה נייחת של פיתולים מוליכים (הסטטור), מיישר. גשר, ווסת מתח וגלגלת המחוברת לרצועה המונעת על ידי גל הארכובה של המנוע.
1. רוטור:הרוטור מכיל מגנטים חזקים או אלקטרומגנטים שמסתובבים בתוך הסטטור. כאשר המנוע פועל, הגלגלת מסובבת את הרצועה, מעבירה את התנועה הזו אל הרוטור, וגורמת לו להסתובב במהירות.
2. סטטור:המקיף את הרוטור, הסטטור מורכב מסלילי חוטי נחושת הכרוכים סביב ליבות ברזל, ויוצרים סדרה של לולאות הנקראות מוטות. כאשר השדה המגנטי של הרוטור המסתובב עובר דרך סלילים אלה, הוא משרה שטף מגנטי משתנה, אשר בתורו יוצר זרם חשמלי לסירוגין בחוטים.
3. גשר מיישר:מכיוון שרוב המערכות החשמליות דורשות זרם ישר (DC) ולא AC, האלטרנטור משלב גשר מיישר, המורכב בדרך כלל מדיודות. דיודות אלו פועלות כשסתומים חד-כיווניים, המאפשרים לזרם לזרום בכיוון אחד בלבד, ולמעשה ממירים את פלט ה-AC מהסטטור ל-DC.
4. ווסת מתח:כדי להגן על הסוללה ומערכות החשמל מפני טעינת יתר או תת-טעינה, ווסת מתח מנטר ומתאים את מתח המוצא של האלטרנטור. הוא שולט בזרם השדה המסופק לרוטור, ובכך מווסת את תפוקת האלטרנטור כדי לשמור על רמת מתח יציבה, בדרך כלל סביב 13.5 עד 14.5 וולט ביישומי רכב.