具有一定压力、温度的蒸汽，进入汽轮机，流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。
高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功，当动叶片为反动式时，蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功，动叶带动汽轮机转子，按一定的速度均匀转动。
这就是汽轮机最基本的工作原理。
从能量转换的角度讲，蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能，动叶片又将动能转换为机械能，反动式叶片，蒸汽在动叶膨胀部分，直接由热能转换成机械能。
汽轮机的结构由转动部分，即为转子，和静止部分，即为静子，两个方面组成。
转子包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等。
静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等。
汽缸是汽轮机的外壳，将汽轮机的通流部分与大气隔开，保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程，汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件；汽缸外连接各种管道。
联轴器用来连接汽轮机各个转子以及发电机转子，并将汽轮机的扭矩传给发电机。
隔板用于固定静叶片，并将汽缸分成若干个汽室。
动叶片安装在转子叶轮或转鼓上，接受喷嘴叶栅射出的高速气流，把蒸汽的动能转换成机械能，使转子旋转。
汽封是用来防止蒸汽泄漏和空气漏入，轴承是汽轮机一个重要的组成部分，分为径向支撑轴承和推力轴承两种类型，它们用来承受转子的全部重力并且确定转子在汽缸中的正确位置。
转子部分包括主轴、叶轮、动叶片和联轴器等；静止部分包括进汽部分、汽缸、隔板、静叶栅、汽封及轴承等。
汽轮机设备除了本体、保护调节及供油设备外，还有许多重要的辅助设备。
主要有凝汽器、回热加热设备、除氧器等。
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称蒸汽透平。
主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要 。