汽轮机是利用高压蒸汽推动叶轮转动，从而产生动力的机械装置。其主要工作原理是利用蒸汽的膨胀，使蒸汽的一部分热能转变为高速的气流，进而推动叶轮旋转并转变为动能。在汽轮机内部，蒸汽通过喷嘴室降压、升速、转向，将热能转换成动能，并以一定方向喷向动叶片。动叶片在蒸汽的冲击力和反作用力的共同作用下，推动汽轮机主轴转动，从而产生机械功。

汽轮机通常分为冲动式和反动式两种类型。冲动式汽轮机中，蒸汽只在静叶栅中降压膨胀加速，而动叶栅内不降压不膨胀，动叶只是把蒸汽动能转换成机械功。反动式汽轮机中，蒸汽在静叶栅和动叶栅中都进行降压、膨胀和加速，动叶不仅将蒸汽的动能转换成机械功，还将蒸汽的部分内能转换成机械功。

汽轮机的主要结构包括转子（叶轮、叶片）、静止部分（隔板、喷嘴、汽缸）以及其他部件（汽封、轴瓦）。为了达到应有的功率，汽轮机通常由若干级串联组成。