渦輪增壓(Turbocharger)，是一種利用內燃機運作轉產生的廢氣驅動空氣壓縮機(Air-compressor)的技術。
市面上的渦輪增壓發動機是依靠渦輪增壓器來加大發動機進氣量的一種發動機，渦輪增壓器(Turbo)實際上就是一個空氣壓縮機。它是利用發動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪(位於排氣道內)，渦輪又帶動同軸的葉輪（位於進氣道內），葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發動機轉速加快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發動機的進氣量就相應地得到增加，就可以增加發動機的輸出功率瞭。
渦輪增壓器(Turbocharger)的機構與工作原理
渦輪增壓由發動機的排出的廢氣驅動。渦輪由兩部分組成，一是新鮮空氣增壓端（壓縮泵輪）、另一部分為廢氣驅動端（廢氣渦輪），兩端各有一個葉輪，在同一軸上的兩邊渦輪之間還有一個泄壓觸發器（Wastegate）設在廢氣渦輪那邊，當壓縮渦輪壓力過大，壓力便會推動觸發器將廢氣渦輪的閥門打開，降低氣壓，以防止增壓過度。
渦輪輪軸的支承為軸套軸套裡邊的軸承設計可以分為滾珠軸承和浮動軸承。渦輪增壓器葉輪的旋轉動力來自於廢氣。廢氣帶動渦輪，在渦輪的另一邊，葉片壓縮空氣。渦輪增壓器殼體為鎳、鉻和矽合金材料，軸為鉻和鉬合金材料。更重要的是，渦輪增壓器是在高溫、高速條件下工作的，為保證其正常工作，在渦輪增壓器中通入瞭機油和冷卻液，以保證有效的潤滑和冷卻，改善工作條件。
發動機排出的具有高溫和一定的壓力的廢氣進入增壓器中，推動軸的葉輪以每分鐘高達數萬甚至幾十萬轉的高速度旋轉，怠速時，葉輪轉速為12000轉/分，當全負荷時，葉輪轉速可超過135000轉/分，普通的軸承是無法承受如此高速而產生的高溫和磨損的，所以在渦輪增壓系統裡邊機油的潤滑和冷卻作用至關重要。柴油發動機也有不少裝配渦輪增壓系統的，而且柴油發動機的最大增壓值普遍比汽油發動機的最大值高。也正是為瞭渦輪增壓器良好的散熱需要，一般裝有渦輪增壓器的車輛要求熄火前怠速運行片刻。
渦輪增壓與機械增壓的區別
渦輪增壓(Turbocharger)與機械增壓(Supercharger)是進氣增壓的兩種不同方式,主要的不同在於增壓器的驅動方式。最早的增壓器全部都是機械增壓，在剛發明時被稱超級增壓器(Supercharger)，後來渦輪增壓發明之後為瞭區別兩者。起初渦輪增壓器被稱為Turbo Supercharger，機械增壓則被稱為Mechanical Supercharger，久而久之，兩者就分別被簡化為Turbocharger與Supercharger瞭。德國人由於德語的關系把機械增壓叫做Kompressor。
渦輪增壓器的A/R值
A/R值在改裝市場的渦輪增壓器銷售冊上常有標明，用以表達渦輪的特性，A是Area（面積）的意思，指的是葉片渦輪接受廢氣的側入口最窄處的橫截面積，R是Radius（半徑），指的是A（橫截面積）的中心點與渦輪本體中心點的距離，面積與兩中心點距離的比值，就是A/R值。
A/R值越小，表示入口相對較小而渦輪葉片的起動慣性低，流速相對高，低轉反應比較好，渦輪遲滯效應不明顯。反之，A/R值越大入口較大，葉片慣性高，低轉反應比較遲鈍，渦輪遲滯較明顯，但在高轉時表現則剛烈得多。簡單而言，較註重高轉功率輸出的渦輪，A/R值可以達到0.7左右，而註重低轉扭力輸出的渦輪，A/R值大約為0.2。保時捷的VTG可變渦輪幾何葉片技術則是通過改變渦輪的A/R值達到不同的渦輪特性。