Напонски трансформатор је трансформатор са гвозденим језгром. Углавном се састоји од примарних и секундарних намотаја, гвоздених језгара и изолације. Када се напон У1 примени на примарни намотај, у гвозденом језгру се генерише магнетни флукс φ. Према закону електромагнетне индукције, у секундарном намотају се генерише секундарни напон У2. Променом броја завоја примарног или секундарног намотаја могу се генерисати различити односи примарног напона и секундарног напона који могу формирати напонске трансформаторе са различитим односима. Напонски трансформатор претвара високи напон у ниски напон пропорционално, односно 100В. Примарна страна напонског трансформатора је прикључена на примарни систем, а секундарна на мерне инструменте, релејну заштиту итд.; углавном је електромагнетна (примена капацитивног напонског трансформатора широког опсега), и друга неелектромагнетна, као што је електронска, фотоелектрична.
Принцип струјног трансформатора заснива се на принципу електромагнетне индукције. Струјни трансформатор се састоји од затвореног гвозденог језгра и намотаја. Његов примарни намотај има мали број завоја, а везан је серијски у линију струје коју треба измерити, па често кроз њега тече сва струја линије. Када трансформатор ради, његова секундарна петља је увек затворена, тако да је импеданса серијског намотаја мерног инструмента и заштитне петље веома мала, а радно стање струјног трансформатора је близу кратког споја.
Главна разлика је у томе што је радно стање веома различито током нормалног рада, што се изражава као:
1) Секундарни струјни трансформатор може бити кратко спојен, али не и отворен; секундарни напонски трансформатор може бити отворен, али не и кратко спојен;
2) У поређењу са оптерећењем на секундарној страни, примарна унутрашња импеданса напонског трансформатора је толико мала да се може занемарити, а може се сматрати да је напонски трансформатор извор напона; док је примарни унутрашњи отпор струјног трансформатора толико велики да се може сматрати да је То извор струје са бесконачним унутрашњим отпором.
3) Густина магнетног флукса напонског трансформатора је близу вредности засићења када ради нормално, а густина магнетног флукса се смањује када дође до квара; густина магнетног флукса струјног трансформатора је веома ниска када ради нормално, а струја кратког споја на примарној страни постаје веома велика током кратког споја, због чега се густина магнетног флукса смањује. Густина флукса је знатно повећана, понекад далеко премашујући вредност засићења.