发电机与电动机基本原理相反。电动机是利用通入电流的线圈产生磁场而形成电磁铁，以磁铁间的磁力作用推动线圈作功，是运用“电流磁效应”原理将电能转换功的装置。发电机是利用各种动力（如水力、风力）使线圈在磁铁的两极间转动；当线圈转动时，线圈内的磁场改变，因此产生感应电流，是运用“电磁感应”原理将动力所作的功转换成电能的装置。
由于一次能源形态的不同，可以制成不同的发电机。
利用水力资源和水轮机配合，可以制成水轮发电机；利用位差，可以制成容量和转速各异的水轮发电机，其原理是水受到地球重力影响而往下流动，借由水流的能源驱动涡轮产生发电效果，但缺点是若位差太小导致流速不够快，就无法稳定的供电。目前还有利用海流的发电方式，但常因海流过强或海面下的压力过高，导致发电机组的损毁。[来源请求]
利用煤、石油等资源，和锅炉，涡轮蒸汽机配合，可以制成汽轮发电机，这种发电机多为高速电机（3000 rpm）。
此外还有利用风能、原子能、地热、潮汐等能量的各类发电机。
此外，由于电流流动方式的不同又分作直流发电机和交流发电机。目前在广泛使用的大型发电机都是交流发电机。
发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
轴向磁场发电机
轴向磁场发电机也可以叫圆盘发电机，因其主磁场方向为轴向，所以轴向较小，径向尺寸较大而得名径向磁场发电机
径向磁场发电机，现在常用的发电机就是径向磁场发电机。因其主磁场方向为径向而得名，所以轴向尺寸较大，或许也可以叫做圆柱发电机了。
发电机组的工作原理就是发电机在原动机的带动下不断地运转，从而达到发电的目的。例如，在柴油发电机组的汽缸里，空气经过空气滤清器过滤以后就变成了洁净的空气，发电机组工作时，进气阀门开启吸入新鲜空气，阀门关闭后，活塞上推压缩空气，当活塞到达上死点时喷油嘴喷出雾化柴油，由于汽缸内原先被压缩的新鲜空气压力、温度极高，柴油喷出后会直接燃烧，燃烧的气体体积膨胀，推动活塞向下运动，最后排气阀门开启，排出燃烧后废气。各个发电机组的汽缸轮流重复这种上下运动，就带动了发电机组曲轴的旋转。
发电机组属于自备型电站交流应急供电设备的一种类型，它是一种独立的小型发电设备，以柴油内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。是由柴油机（小型的会使用汽油引擎）、发电机、控制屏、公共底座等组件组成的钢性整体。通常在医院、电信机房、资料中心、工厂、核电厂或重要国防、政府机构等地会安装，以在外部供电中断时使用。由于发电机组启动需要时间，因此常会搭配设置电池组以保持连续稳定的供电。
有些发电机组可以移动，例如使用车辆载运或拖行，小型的发电机组可以手提携带或装有轮子可推行。这类发电机组可因应临时性使用或是电力供应无法到达的地区使用。