Οι μετασχηματιστές κατασκευάζονται με βάση την ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Αποτελείται από έναν πυρήνα σιδήρου στοιβαγμένο με φύλλα πυριτίου χάλυβα (ή φύλλα πυριτίου χάλυβα) και δύο σετ πηνίων περιτυλιγμένα γύρω από τον πυρήνα. Ο πυρήνας και το πηνίο είναι μονωμένα μεταξύ τους και δεν έχουν καμία ηλεκτρική σύνδεση. Το πηνίο που συνδέει τον μετασχηματιστή με την πλευρά ισχύος ονομάζεται πρωτεύον πηνίο (ή κύρια πλευρά) και το πηνίο που συνδέει τον μετασχηματιστή και τον ηλεκτρικό εξοπλισμό ονομάζεται δευτερεύον πηνίο (ή δευτερεύουσα πλευρά). Όταν το πρωτεύον πηνίο ενός μετασχηματιστή συνδέεται με εναλλασσόμενο ρεύμα, δημιουργούνται μεταβαλλόμενες γραμμές μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα.
Εφόσον το δευτερεύον πηνίο τυλίγεται στον ίδιο πυρήνα, η γραμμή μαγνητικού πεδίου κόβει το δευτερεύον πηνίο και η επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη πρέπει να δημιουργηθεί στο δευτερεύον πηνίο, έτσι ώστε η τάση να εμφανίζεται και στα δύο άκρα του πηνίου. Επειδή οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου εναλλάσσονται, εναλλάσσεται και η τάση του δευτερεύοντος πηνίου. Και η συχνότητα είναι ακριβώς η ίδια με τη συχνότητα του δικτύου.
Έχει θεωρητικά επιβεβαιωθεί ότι η αναλογία τάσης του πρωτεύοντος πηνίου προς το δευτερεύον πηνίο του μετασχηματιστή σχετίζεται με τον λόγο του αριθμού στροφών του πρωτεύοντος πηνίου προς το δευτερεύον πηνίο, ο οποίος μπορεί να εκφραστεί με τον ακόλουθο τύπο: πρωτεύον πηνίο τάση/δευτερεύον πηνίο τάση=αριθμός στροφών του πρωτεύοντος πηνίου/αριθμός στροφών δευτερεύοντος πηνίου, υποδεικνύοντας ότι όσο περισσότερο στροφές, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση. Ως εκ τούτου, μπορεί να φανεί ότι το δευτερεύον πηνίο είναι μικρότερο από το πρωτεύον πηνίο και είναι ένας μετασχηματιστής με βήμα προς τα κάτω. Το αντίθετο είναι ένας μετασχηματιστής ανόδου.