功率放大器的工作原理主要基於放大器的放大能力和輸出級的傳輸能力。具體可以總結為以下幾點：
輸入信號套用。當輸入信號進入功率放大器的電路時，它被放大器器件（如電晶體、真空管、場效應電晶體等）放大。這些器件的放大能力決定了放大器的最大輸出功率和輸出特性。例如，電晶體的集電極電流是基極電流的特定倍數（由電晶體的交流放大倍數β決定），通過這種方式，小信號被放大成大信號。
電源提供。放大器的電源為放大器器件提供所需的電壓和電流，以確保輸出功率滿足要求。
輸出匹配電路。放大後的信號通過輸出匹配電路傳遞，這個電路確保信號與負載阻抗匹配，以便將儘可能多的功率傳遞到負載上。
線性與非線性階段。功率放大器線上性階段可以高效地將輸入信號的功率放大到輸出端。當輸入信號的功率超過一定水平時，放大器進入非線性階段，此時由於電晶體的物理特性變化，輸出信號可能開始失真。
此外，功率放大器的性能還受到其頻率回響和失真度的影響，理想情況下，功率放大器應在所有頻率下提供一致的增益，並且具有低失真度。