放大器的工作原理主要基於半導體材料中載流子在外加電場下的運動產生的擴散和漂移效應。當輸入信號進入放大器時，它首先被送入一個前置級，這個前置級通常包含一個或多個電晶體或其他半導體元件。這些元件根據輸入信號控制其內部載流子數量，將其轉換為相應大小的輸出信號。放大器通過控制輸入信號的幅度、相位或頻率，實現信號的放大。放大器的核心部分，如功率放大器，將電源供給的直流能量轉換成為高頻交流輸出，用於發射機的末級，作用是將高頻已調波信號進行功率放大。
不同類型的放大器，如D類放大器，其工作原理基於開關電晶體在極短的時間內完全導通或完全截止，這種工作模式下效率極高，但也會增加輸出信號的失真。而鎖相放大器則是一個模擬傅立葉變換器，它的輸出正比於輸入信號中某一特定頻率的信號幅值。
總的來說，放大器的工作原理可以概括為利用電子器件如電晶體、積體電路等來控制輸入信號，通過調節這些元件的工作狀態，使輸出信號的幅度大於輸入信號，以滿足不同的套用需求。