涡轮增压发动机的原理是利用发动机排出的废气来驱动涡轮，进而带动压缩机将更多的空气压缩后送入气缸，从而提高发动机的功率和扭矩。
具体来说，涡轮增压器主要由涡轮机和压缩机两部分组成，两者通过一根传动轴连接。涡轮的进气口与发动机排气歧管相连，排气口与排气管相连；压缩机的进气口与进气管相连，排气口则接在进气歧管上。发动机排出的废气高速冲击涡轮，使其高速旋转，就像风车一样。涡轮轴的另一端连接着压缩机，可以将压缩后的空气送入气缸。
这种工作原理类似于利用大气压力进行“自然呼吸”，而现在则是用高压气泵进行“强制输送”。通过这种方式，同样大小的气缸就能塞进更多的空气，燃烧时自然也就产生更大的动力。
涡轮增压发动机的优点包括：
提高燃烧效率：
由于进气量增加，燃烧更为充分，从而提高发动机的燃油经济性。
增加功率和扭矩：
在较小的排量下就能产生更大的功率和扭矩，使车辆更有劲。
良好的加速性能：
由于涡轮增压器几乎不消耗发动机的动力，因此能够提供持久的加速性能。
然而，涡轮增压发动机也存在一些局限性：
涡轮迟滞：
在低速时，涡轮不能及时介入，具有一定的滞后性。
高温问题：
涡轮在高负荷下工作时会产生大量热量，尤其是在发动机冷启动后，立即进行急加速或长时间高速行驶，可能会对涡轮和其他发动机部件造成过度压力，导致涡轮增压器的提前磨损。
积碳问题：
在高速运转时，发动机产生的高温可能会导致机油碳化，形成积碳。
为了克服这些局限性，一些先进的涡轮增压技术被采用，例如中冷器技术用于降低压缩空气的温度，从而提高其密度，防止发动机爆震。此外，合理的驾驶方式也有助于延长涡轮增压器的使用寿命，例如避免在冷启动后迅速加速。