เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในรถยนต์ทำงานบนหลักการแปลงพลังงานที่น่าสนใจซึ่งเชื่อมโยงระบบกระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) เข้าด้วยกัน โดยแกนหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะสร้างกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟสผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นกระบวนการสร้างกระแสไฟฟ้าสลับพื้นฐาน อย่างไรก็ตาม ระบบไฟฟ้าของรถยนต์ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงจึงจะทำงานได้อย่างเหมาะสมและชาร์จแบตเตอรี่ได้ ความขัดแย้งที่เห็นได้ชัดนี้ได้รับการแก้ไขผ่านการออกแบบภายในที่ซับซ้อนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งรวมเอาส่วนประกอบทั้งไฟฟ้ากระแสสลับและไฟฟ้ากระแสตรงเข้าด้วยกันอย่างสอดประสานกัน
การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับเกิดขึ้นในขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งสนามแม่เหล็กหมุน (สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กไฟฟ้าของโรเตอร์) จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟส การออกแบบนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่ใช้ในรถยนต์ยุคแรกๆ เอาต์พุตไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสช่วยให้จ่ายไฟได้ราบรื่นขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยเฉพาะที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำ การไม่มีคอมมิวเตเตอร์ (ซึ่งจำเป็นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง) ช่วยขจัดแหล่งที่มาหลักของการสึกหรอและเสียงรบกวนทางไฟฟ้า ส่งผลให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีความน่าเชื่อถือและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
การแปลงเป็น DC เกิดขึ้นผ่านชุดไดโอด ซึ่งมักเรียกว่าสะพานเรกติไฟเออร์ ส่วนประกอบนี้ประกอบด้วยไดโอด 6 ตัวที่จัดเรียงเพื่อแปลงส่วนต่างๆ ของรูปคลื่น AC ให้เป็นกระแสไฟฟ้า DC ที่ใช้งานได้ ไดโอดทำหน้าที่เป็นวาล์วไฟฟ้าทางเดียว ช่วยให้กระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางที่ต้องการเท่านั้น กระบวนการแปลงคลื่นเต็มคลื่นนี้สร้างเอาต์พุต DC ที่ราบรื่นค่อนข้างมากพร้อมริปเปิลน้อยที่สุด ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อน
ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าจะทำให้ระบบสมบูรณ์โดยควบคุมเอาต์พุต DC เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงสมัยใหม่ใช้ตัวควบคุมแบบโซลิดสเตตที่ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าของระบบอย่างแม่นยำและปรับกระแสสนามของโรเตอร์ให้เหมาะสม การควบคุมแบบวงปิดนี้จะรักษาแรงดันไฟฟ้าให้คงอยู่ในค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบ (โดยทั่วไปคือ 13.5-14.4V) โดยไม่คำนึงถึงความเร็วของเครื่องยนต์หรือภาระไฟฟ้า ระบบขั้นสูงบางระบบยังสื่อสารกับคอมพิวเตอร์ของรถเพื่อปรับกลยุทธ์การชาร์จให้เหมาะสมตามสภาพการขับขี่
การออกแบบไฮบริด AC/DC นี้เป็นคำอธิบายว่าทำไมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงมาแทนที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า DC ในการใช้งานยานยนต์ การผลิตไฟฟ้ากระแสสลับช่วยให้มีเอาต์พุตที่สูงขึ้นในแพ็คเกจที่กะทัดรัดยิ่งขึ้น โดยเฉพาะที่ความเร็วรอบเดินเบา ในขณะที่การแก้ไขแบบบูรณาการช่วยให้พลังงาน DC ตามความต้องการของยานยนต์ ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบทำให้กลายเป็นมาตรฐานสากลสำหรับระบบชาร์จยานยนต์ตั้งแต่ทศวรรษ 1960
