При работе двигателя насосное колесо, вращаясь вместе с коленчатым валом, своими лопатками отбрасывает масло от центра гидротрансформатора к периферии. Попадая на турбинное колесо и проходя вдоль его лопаток, масло меняет направление своего движения и создает крутящий момент на турбинном колесе. Этот момент действует в том же направлении (по часовой стрелке), в котором вращается насосное колесо. Затем масло поступает на лопатки реактора, заставляющие его вновь изменить направление своего движения, после чего оно возвращается в насосное колесо.

Момент, возникающий на реакторе, по своему направлению противоположный крутящему моменту, приложенному к турбинному колесу, заклинивает муфту свободного хода, благодаря чему реактор остается неподвижным.

С увеличением скорости движения автомобиля возрастает частота вращения турбинного колеса, соответственно увеличивается и центробежная сила, действующая на масло, вращаемое его лопатками. Вследствие этого повышается сопротивление поступлению масла от насосного колеса к турбинному, а следовательно, уменьшается и количество масла, циркулирующего в единицу времени.

Уменьшение потока масла сказывается и на изменении его направления при поступлении на лопатки реактора, что в свою очередь ведет к снижению крутящего момента на реакторе. По достижении определенного соотношения между частотами вращения насосного и турбинного колес направление потока масла настолько изменяется, что оно, поступая на лопатки реактора, стремится повернуть его в обратном направлении. Муфта свободного хода расклинивается и установленные на ней колеса реактора начинают вращаться.

После того как колеса реактора придут во вращение, прекратится изменение величины крутящего момента, передаваемого гидро-трансформатором, и он перейдет на режим работы гидромуфты.

При работе гидротрансформатора плавное изменение величины крутящего момента улучшает условия разгона автомобиля, способствует повышению долговечности агрегатов трансмиссии. При установившемся движении и стабильной величине передаваемого крутящего момента к. п. д. гидротрансформатора достигает максимального значения — 0,86.

Гидротрансформатор позволяет увеличивать крутящий момент, передаваемый от двигателя, в 3,2 раза.