Turbosprężarka składa się z dwóch kół turbiny zamontowanych na jednym wale, które znajdują się w obudowach oddzielonych od siebie. Koła napędzane są gazami spalinowymi. Zwiększają prędkość wału sprężarki do 120 000 obr./min. Ponieważ wirnik napędzany spalinami i wirnik wlotu świeżego powietrza znajdują się na tym samym wale, powietrze atmosferyczne jest wtłaczane do komór spalania cylindrów z tą samą częstotliwością. Turbosprężarka smarowana jest olejem silnikowym poprzez odpowiedni przewód olejowy. W samochodach z silnikiem benzynowym turbosprężarka chłodzona jest płynem chłodzącym.
Dzięki dobremu współczynnikowi wypełnienia w obecnych silnikach możliwe jest osiągnięcie wzrostu mocy nawet o 100 procent. Wielkość tego wzrostu zależy m.in. od ciśnienia doładowania, które w samochodzie osobowym wynosi od 0,4 do 0,8 bara (ciśnienie w oponach wynosi około 1,8 bara). Ciśnienie powietrza doładowującego jest stale monitorowane i regulowane przez sterownik silnika za pośrednictwem czujnika ciśnienia doładowującego. Zapobiega to przekroczeniu maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia powietrza doładowującego.
Wraz ze wzrostem mocy, zastosowanie turbosprężarki zwiększa również moment obrotowy, co korzystnie wpływa na elastyczność silnika. Jest to możliwe jedynie wtedy, gdy wał sprężarki obraca się z wystarczającą prędkością, zapewniając w ten sposób właściwe napełnianie cylindrów. Z tego powodu w samochodach z silnikiem benzynowym stosuje się stosunkowo małą turbosprężarkę, która już przy niskich obrotach silnika zwiększa jego moment obrotowy.
Chłodnica powietrza doładowującego (chłodnica międzystopniowa) obniża temperaturę powietrza sprężanego przez sprężarkę. Zwiększa to moc silnika, ponieważ schłodzone powietrze ma większą zawartość tlenu ze względu na swoją większą gęstość.
Turbosprężarka w samochodach z silnikiem Diesla wyposażona jest w turbinę o zmiennej geometrii łopatek. Geometria łopatek koła turbiny jest płynnie regulowana przez mikroprocesor silnika za pomocą zaworów elektromagnetycznych i przeponowych. Dzięki temu zapewnione jest optymalne ciśnienie powietrza doładowującego przy wszystkich prędkościach obrotowych silnika, co zwiększa moment obrotowy, zwłaszcza przy niskich prędkościach obrotowych silnika.
W przeciwieństwie do silnika spalinowego, w silniku wysokoprężnym, dzięki doładowaniu nie ma potrzeby obniżania stopnia sprężania, co pozwala na pełne wykorzystanie wtryskiwanego paliwa nawet w niższym zakresie prędkości obrotowych silnika.
Turbosprężarka jest jednostką wykonaną niezwykle precyzyjnie. Z reguły w przypadku awarii wymienia się całą turbosprężarkę.