範德格拉夫起電機（Van de Graaff generator）的工作原理主要基於靜電感應和電暈放電。具體來說：
範德格拉夫起電機通過傳送帶將產生的靜電荷傳送到中空的金屬球表面。
當帶電的傳送帶轉動到金屬針尖附近時，由於靜電感應作用，傳送帶上的電荷轉移到針尖上，進而移至導體球的外表面，使導體球帶電。
為了減少大氣中的漏電，提高電壓，減小體積，可以將整個裝置放在充有10至20個大氣壓的氮氣的鋼罐之中。
產生正極性電的範德格拉夫起電機可以用作正離子的加速電源，產生負極性電的則可用於高穿透性的X射線發生器中。
這種發電機球形罩上的電荷能產生超過一千萬伏特的電壓，在核物理實驗中，如此高的電壓可用來加速各種帶電粒子，如質子、電子等。