Pracovní princip alternátoru je velmi jednoduchý. Je stejný jako základní princip stejnosměrného generátoru. Také závisí na Faradayově zákonu elektromagnetické indukce, který říká, že proud se indukuje ve vodiči uvnitř magnetického pole, když mezi tímto vodičem a magnetickým polem existuje relativní pohyb.
Pro pochopení činnosti alternátoru uvažujme jednu obdélníkovou smyčku umístěnou mezi dvěma protilehlými magnetickými póly, jak je znázorněno výše.
Řekněme, že tato jednootáčková smyčka ABCD se může otáčet proti ose a-b. Předpokládejme, že se tato smyčka začne otáčet ve směru hodinových ručiček. Po otočení o 90o se strana AB neboli vodič AB smyčky dostane před pól S a vodič CD se dostane před pól N. Smyčka se po otočení o 90o dostane před pól N. V této poloze je tečný pohyb vodiče AB právě kolmý na magnetické indukční čáry od pólu N k pólu S. Proto je zde rychlost řezání toku vodičem AB maximální a pro toto řezání toku vznikne ve vodiči AB indukovaný proud a směr indukovaného proudu lze určit podle Flemingova pravidla pravé ruky. Podle tohoto pravidla bude směr tohoto proudu z A do B. Současně se vodič CD dostane pod pól N a i zde, použijeme-li Flemingovo pravidlo pravé ruky, dostaneme směr indukovaného proudu a ten bude z C do D.
Nyní po otočení o dalších 90o ve směru hodinových ručiček se závit ABCD dostane do svislé polohy, jak je znázorněno níže. V této poloze je tečný pohyb vodičů AB a CD právě rovnoběžný s magnetickými indukčními čarami, a proto nedojde k žádnému protnutí toku, tedy k žádnému proudu ve vodiči.
Když se zatáčka ABCD dostane z vodorovné polohy do polohy svislé, úhel mezi indukčními čarami a směrem pohybu vodiče se zmenší z 90o na 0o a v důsledku toho se indukovaný proud v zatáčce sníží ze své maximální hodnoty na nulu.
Po dalším otočení ve směru hodinových ručiček o 90o se zatáčka opět dostane do vodorovné polohy a zde se vodič AB dostane pod N-pól a CD pod S-pól, a pokud zde opět použijeme Flemingovo pravidlo pravé ruky, zjistíme, že indukovaný proud ve vodiči AB, je z bodu B do A a indukovaný proud ve vodiči CD je z D do C.
Jelikož v této poloze přichází zatáčka do vodorovné polohy ze své svislé polohy, proud ve vodičích přichází z nuly na svou maximální hodnotu. To znamená, že proud obíhá v těsné odbočce z bodu B do A, z A do D, z D do C a z C do B, pokud je smyčka uzavřená, i když zde není znázorněna. To znamená, že proud je v opačné poloze než v předchozí vodorovné poloze, kdy proud obíhal jako A → B → C → D → A.
Při dalším postupu zatáčky do svislé polohy se proud opět sníží na nulu. Pokud tedy otočka pokračuje v otáčení, proud zase neustále střídá svůj směr. Během každé plné otáčky zatáčky proud v zatáčce postupně dosáhne své maximální hodnoty, pak se sníží na nulu a pak opět dosáhne své maximální hodnoty, ale v opačném směru, a opět se sníží na nulu. Tímto způsobem dokončí proud během každé otáčky o 360o jeden plný sinusový cyklus. Viděli jsme tedy, jak vzniká střídavý proud v otáčce, která se otáčí uvnitř magnetického pole. Odtud se nyní dostaneme k vlastnímu principu činnosti alternátoru.
Nyní umístíme na každý kluzný kroužek jeden stacionární kartáč. Spojíme-li s těmito dvěma kartáči dvě svorky vnější zátěže, získáme v zátěži střídavý proud. To je náš elementární model alternátoru.
Po pochopení zcela základního principu alternátoru nahlédněme nyní do jeho základního principu činnosti praktického alternátoru. Při probírání základního principu činnosti alternátoru jsme uvažovali, že magnetické pole je stacionární a vodiče (kotva) se otáčejí. V praktické konstrukci alternátoru jsou však obecně vodiče kotvy nehybné a magnety pole se mezi nimi otáčejí. Rotor alternátoru nebo synchronního generátoru je mechanicky spojen s hřídelí nebo lopatkami turbíny, která se pod vlivem určité mechanické síly otáčí synchronní rychlostí Ns, což vede k rozřezávání magnetického toku stacionárních vodičů kotvy umístěných na statoru.
Přímým důsledkem tohoto řezání toku je indukované emf a proud, který začne protékat kotevními vodiči, které nejprve protékají jedním směrem po dobu prvního půlcyklu a poté druhým směrem po dobu druhého půlcyklu pro každé vinutí s určitým časovým zpožděním 120o v důsledku prostorového posunu uspořádání 120o mezi nimi, jak je znázorněno na obrázku níže. Výsledkem tohoto zvláštního jevu je třífázový tok energie z alternátoru, který je pak přenášen do distribučních stanic pro domácí a průmyslové použití.
.