Cấu trúc của một máy biến dòng điện rất giống với máy biến áp thông thường. Lõi sắt của máy biến dòng được cấu tạo từ các tấm thép silicon. Máy biến dòng (CT) về cơ bản có một hoặc nhiều vòng cuộn sơ cấp có tiết diện lớn. Trong một số trường hợp, dải mang dòng điện cao có thể đóng vai trò là dải chính. Nó mắc nối tiếp với đường dây mang dòng điện cao.

Máy biến dòng điện bao gồm cuộn sơ cấp, cuộn thứ cấp, lõi sắt, giá đỡ cách điện và đầu nối ổ cắm. Lõi sắt của máy biến dòng được làm bằng các tấm thép silic nhiều lớp. Cuộn sơ cấp của nó được mắc nối tiếp với mạch chính và thông qua dòng điện I1 đo được, một từ thông xoay chiều được tạo ra trong lõi sắt, do đó cuộn thứ cấp tạo ra dòng điện thứ cấp I2 tương ứng. Nếu bỏ qua tổn hao kích thích thì I1n1=I2n2, trong đó n1 và n2 lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp. Tỷ số chuyển đổi của máy biến dòng điện là K=I1/I2=n2/n1.

Vì cuộn sơ cấp của máy biến dòng được nối với mạch chính nên cuộn sơ cấp phải được nối đất bằng vật liệu cách điện phù hợp với điện áp đường dây sơ cấp để đảm bảo an toàn cho mạch thứ cấp và cơ thể con người. Mạch thứ cấp bao gồm cuộn thứ cấp của máy biến dòng, thiết bị đo và cuộn dây hiện tại của rơle mắc nối tiếp. Máy biến dòng có thể được chia đại khái thành hai loại, máy biến dòng để đo lường và máy biến dòng để bảo vệ.

Nguyên lý của máy biến dòng điện dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ. Cuộn sơ cấp của nó thường mang toàn bộ dòng điện chạy qua nó. Khi máy biến dòng làm việc, mạch thứ cấp của nó luôn đóng. Do đó, dụng cụ đo và mạch bảo vệ được mắc nối tiếp với cuộn dây. Trở kháng rất nhỏ và trạng thái làm việc của máy biến dòng gần như ngắn mạch.