電機擴大機實際上是一種特殊的直流發電機。電機擴大機在交軸及直軸各有一組電刷，組成相當于兩級放大的直流發電機。為了改善交軸換向，在交軸炭刷之間串聯交軸助磁繞組。為了減小電機擴大機磁滯回環及剩磁電壓，在電機擴大機磁軛部分設置交流去磁繞組。電機擴大機常以安匝放大倍數、電壓放大倍數及功率放大倍數來表示其性能。電機擴大機加負載后，不僅在內阻上有電壓降，而且由于直軸電樞反應磁動勢極大地削弱了控制繞組的磁動勢而使電動勢驟然下降，故需通過調節與補償繞組并聯的調節電阻，以調節補償能力的強弱。

一般為了避免擴大機負載自勵而調在欠補償狀態。國家標準規定，電壓變化率可在24%~40%范圍內調整，一般為30%。