Chức năng cốt lõi của máy biến áp là biến đổi điện áp và dòng điện trong khi vẫn duy trì mức bảo toàn năng lượng gần đúng trong quá trình truyền năng lượng. Bằng cách thiết kế tỷ số vòng dây giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, máy biến áp có thể tăng điện áp để truyền tải đường dài-hoặc giảm điện áp cao xuống mức an toàn cho thiết bị-sử dụng cuối, từ đó nâng cao hiệu suất và độ an toàn của truyền tải điện.
Ngoài việc điều chỉnh điện áp, máy biến áp còn có tác dụng cách ly điện. Không có kết nối điện trực tiếp giữa phía sơ cấp và thứ cấp, năng lượng được truyền qua khớp nối từ; điều này cách ly hiệu quả các điện thế, bảo vệ thiết bị và nhân viên, đồng thời giảm thiểu nguy cơ lan truyền lỗi trên lưới điện.
Máy biến áp cũng thường thực hiện các chức năng phụ trợ, chẳng hạn như ổn định điện áp, cải thiện chất lượng điện năng, triệt tiêu sóng hài lưới và cân bằng tải. Trong-hệ thống điện quy mô lớn, việc tích hợp bộ chuyển đổi vòi, bộ điều chỉnh điện áp tự động và hệ thống giám sát thông minh cho phép máy biến áp vượt xa khả năng biến đổi điện áp cơ bản, cho phép chúng đóng vai trò tích cực trong việc điều tiết và bảo vệ lưới điện.
