Zasada działania transformatorów specjalnych opiera się na indukcji elektromagnetycznej, podobnie jak w przypadku transformatorów konwencjonalnych, ale z rozszerzoną konstrukcją, strukturą i funkcją ze względu na ich specjalne zastosowania. Generuje zmienne pole magnetyczne poprzez prąd przemienny w uzwojeniu pierwotnym, który z kolei tworzy strumień magnetyczny w żelaznym rdzeniu. Uzwojenie wtórne odcina ten strumień magnetyczny, indukując siłę elektromotoryczną, uzyskując w ten sposób napięcie, prąd lub transformację fazową.
W przeciwieństwie do zwykłych transformatorów mocy, transformatory specjalne nie tylko dokonują transformacji napięcia, ale także realizują określone zadania, takie jak konwersja częstotliwości, transformacja liczby faz, regulacja jakości energii, izolacja i tłumienie zakłóceń oraz precyzyjny pomiar. Na przykład:
1. Transformator prostowniczy: zasila urządzenia prostownicze, wytrzymując prądy inne niż sinusoidalne i harmoniczne-wysokiego rzędu, a także współpracuje z obwodami prostownika w celu konwersji prądu przemiennego na prąd stały.
2. Transformator spawalniczy: charakteryzuje się stromą charakterystyką opadania, zapewniając duży prąd podczas zwarć, ograniczając jednocześnie przeciążenia i zapewniając stabilne spawanie.
3. Transformator izolujący: o przełożeniu 1:1, stosowany głównie do izolacji elektrycznej pomiędzy obwodami, zapobiegając przedostawaniu się przepięć piorunowych i sygnałów zakłócających do wrażliwego sprzętu; szeroko stosowane w instrumentach medycznych i precyzyjnych.
4. Transformator testowy: używany do generowania wysokiego napięcia do testowania izolacji; zazwyczaj działa w trybie jedno-fazowym przez krótkie okresy, z niską gęstością strumienia magnetycznego, aby zmniejszyć zniekształcenia kształtu fali.
5. Specjalny transformator mocy elektronicznej (np. SEPT): wykorzystuje technologię elektroniki mocy, umożliwiającą elastyczną regulację napięcia poprzez-konwersję prądu przemiennego/przemiennego o wysokiej częstotliwości, a także posiada możliwości zarządzania jakością energii, eliminując harmoniczne i równoważąc-obciążenia trójfazowe.