涡轮增压的工作原理主要基于利用发动机排出的高温、高压废气来驱动涡轮，进而通过同轴连接的压缩机增加进气压力，提高单位时间内的进气量。这一过程使得燃油能够更充分地燃烧，从而提升发动机的功率和扭矩，同时降低油耗和减少污染。
具体来说，涡轮增压器由涡轮和压缩机两部分组成，它们通过一根传动轴相连。涡轮的进气口连接到发动机排气歧管，排气口则连接到排气管；压缩机的进气口连接到进气管，排气口则接在进气歧管上。当发动机运转时，排出的高温高压废气冲击涡轮使其高速旋转，同时带动同轴的压缩机高速转动，强制地将增压后的空气压送到气缸中。
这一过程可以类比为给发动机装了一个“氧气面罩”，使其呼吸更顺畅，燃烧更充分，从而提高动力输出。即使是较小排量的发动机，在涡轮增压的帮助下，也能产生接近或达到较大排量自然吸气发动机的动力水平。
此外，涡轮增压技术还可以通过增加空气密度来提高发动机的燃烧效率，使更多的燃料能量转化为有用的动力，而不是作为废气排放。现代涡轮增压器通常还配备有可变几何涡轮（VGT）技术，以优化涡轮的响应时间和效率。
总的来说，涡轮增压通过回收废气能量来增加进气压力的方法，有效提升了发动机的性能，使其在相同排量下能够输出更大的功率和扭矩。