Napetostni transformator je transformator z železnim jedrom. V glavnem je sestavljen iz primarnih in sekundarnih tuljav, železnih jeder in izolacije. Ko na primarno navitje dovedemo napetost U1, se v železnem jedru ustvari magnetni pretok φ. Po zakonu elektromagnetne indukcije se v sekundarnem navitju ustvari sekundarna napetost U2. S spreminjanjem števila ovojev primarnega ali sekundarnega navitja lahko nastanejo različna razmerja primarne in sekundarne napetosti, ki lahko tvorijo napetostne transformatorje z različnimi razmerji. Napetostni transformator sorazmerno pretvori visoko napetost v nizko napetost, to je 100 V. Primarna stran napetostnega transformatorja je povezana s primarnim sistemom, sekundarna stran pa z merilnimi instrumenti, relejno zaščito itd.; v glavnem je elektromagnetno (široko območje uporabe kapacitivnega napetostnega transformatorja) in druge neelektromagnetne, kot so elektronske, fotoelektrične.
Načelo tokovnega transformatorja temelji na principu elektromagnetne indukcije. Tokovni transformator je sestavljen iz zaprtega železnega jedra in navitij. Njegovo primarno navitje ima majhno število ovojev in je zaporedno vezano v liniji toka, ki ga je treba izmeriti, zato pogosto teče ves tok linije. Ko transformator deluje, je njegova sekundarna zanka vedno zaprta, zato je impedanca serijske tuljave merilnega instrumenta in zaščitne zanke zelo majhna, delovno stanje tokovnega transformatorja pa je blizu kratkega stika.
Glavna razlika je v tem, da je delovno stanje med običajnim delovanjem zelo drugačno, kar je izraženo kot:
1) Sekundarni tokovni transformator je lahko v kratkem stiku, vendar ne odprt; sekundarni napetostni transformator je lahko odprt, vendar ne v kratkem stiku;
2) V primerjavi z obremenitvijo na sekundarni strani je primarna notranja impedanca napetostnega transformatorja tako majhna, da jo je mogoče prezreti in se lahko šteje, da je napetostni transformator vir napetosti; medtem ko je primarni notranji upor tokovnega transformatorja tako velik, da se lahko šteje, da je vir toka z neskončnim notranjim uporom.
3) Gostota magnetnega pretoka napetostnega transformatorja je blizu vrednosti nasičenosti, ko deluje normalno, in gostota magnetnega pretoka se zmanjša, ko pride do napake; gostota magnetnega pretoka tokovnega transformatorja je zelo nizka, ko deluje normalno, tok kratkega stika na primarni strani pa med kratkim stikom postane zelo velik, zaradi česar se gostota magnetnega pretoka zmanjša. Gostota pretoka se močno poveča, včasih močno preseže vrednost nasičenosti.