Provoz transformátorů ponořených olejem je založen na principu elektromagnetické indukce. Když střídavý proud prochází primárním vinutím, v jádru se generuje střídavý magnetický tok. Vzhledem k vynikající magnetické propustnosti jádra je téměř veškerý magnetický tok koncentrován uvnitř jádra a vytváří uzavřený magnetický obvod. Tento střídavý magnetický tok prochází jak primárním vinutím, tak sekundárním vinutím současně. Podle zákona elektromagnetické indukce bude při sekundárním vinutí vyvolána elektromotická síla úměrná napětí primárního vinutí. Racionálním navrhováním poměru zatáčky primárního vinutí a sekundárního vinutí lze napětí zvýšit nebo snížit, aby splňovalo požadavky napětí různých uživatelů.
Během tohoto procesu přenosu energie jsou energetické ztráty nevyhnutelné, hlavně se projevují jako ztráty hystereze a ztráty vířivých proudů v jádru, jakož i ztráty odporu na vinutí. Tyto ztráty budou přeměněny na teplo, což způsobí zvýšení teploty transformátoru. Transformátorový olej hraje v tomto procesu klíčovou roli. Transformátorový olej má vynikající izolační vlastnosti a může účinně izolovat vodivé části mezi vinutím a jádrem, jakož i mezi samotnými vinutími, což zabraňuje zkratovým poruchám. Mezitím má transformátorový olej také vysokou specifickou tepelnou kapacitu a dobrou tekutost, která může absorbovat teplo generované vinutím a jádry, a přenášet teplo do stěny nádrže přirozenou konvekcí nebo nucenou cirkulací a poté jej rozptýlit do okolního prostředí, čímž zajišťuje, že transformátor pracuje v normálním teplotním rozsahu.
