简单来说，特斯拉线圈就是升压装置，学名是“分布参数高频谐振变压器”。它有一个两级升压线圈，可以把220V的家用电压提升到几万甚至几十万伏，然后通过放电端子放电。因为电压高，放电时产生的火花就像小闪电。另一方面，特斯拉线圈包含LC振荡回路，因此放电端子产生的交流电具有高频率。
以50Hz交流电为例，特斯拉线圈的放电端可以达到100 kHz到1.5 MHz，即2000到30000倍的工频。因此，特斯拉线圈可以产生超高压但小电流的高频交流电。
首先，工频电源由升压比大于2000的变压器升压，电容C1由整流桥充电。当电容器的电压足够高，超过起弧间隙(SG)的阈值时，起弧间隙击穿空气打火花，形成变压器一次绕组的通路。能量在电容器C1和初级绕组L1之间振荡，并通过耦合传递到次级绕组。次级线圈也是电感，顶盖C2和地可以等效为电容，所以LC振荡也会发生。当两级振荡频率谐振在同一水平时，原边电路的能量会冲向副边，放电端的电压峰值不断增大，直至放电。
特斯拉线圈的工作原理特斯拉线圈的工作过程：电源首先要给主电容充电。当电压达到点火器的放电阈值时，点火器间隙中的空气被电离点燃，近似导电，建立初级谐振电路，通过振荡向次级电路传递能量。二次回路振荡，接收能量，放电顶盖的电压逐渐升高，并电离附近的空气，‘寻找’放电路径。一旦与地面形成‘路径’，也就出现了‘闪电’。如果没有‘闪电’，初级电路的能量在几个周期后释放(频率主要与耦合系数有关)。
很大一部分能量转移到二次回路，一部分能量在回路中损耗。次级电路继续振荡，客户为主，带动初级电路振荡，以同样的方式把刚刚获得的能量返回给初级电路。但另一部分能量在回路中流失，如此循环(见原理演示图)直到大部分能量流失。当点火器两端电压电流不足时，点火器等效关断，外部电源继续给主电容充电。充电过程比放电过程长得多，大约3~10毫秒。所以特斯拉线圈的放电频率是每秒100次以上，这也让肉眼看起来像是连续放电的效果。
原理演示图：
上图形象地描述了特斯拉线圈工作时的能量传递过程。为了进一步理解变化的速度，让我们从波形仿真的角度来看电压变化过程：
模拟上述波形的参数：
L1=11微亨，C1=230纳法拉；
L2=60毫亨，C2=42皮法；
主电容器的工作电压：V=10kV。
耦合系数：K=0.14
共振频率：f=100 kHz
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