汽車起動機的工作原理是將電能轉化為機械能，從而驅動發動機飛輪旋轉，實現發動機的啟動。

其主要由直流電動機、傳動機構和電磁開關這三個部件來實現整個啟動過程。

直流電動機引入來自蓄電池的電流，通過電樞、換向器、磁極、電刷、軸承和外殼等部件，基于通電導體在磁場中受力的作用產生機械運動。

傳動機構的作用是將驅動齒輪嚙合入飛輪齒圈，在發動機啟動后又能自動脫開。它包括副簧、單向離合器、停止、扣環、止推環、小齒輪等部件。

電磁開關控制起動機電路的通斷。當點火開關閉合時，兩個線圈繞組（保持線圈和吸拉線圈）通電。由于吸拉線圈電阻小，電流大，與電動機電路串聯，使電動機緩慢旋轉，方便小齒輪和飛輪接合。同時，在線圈中產生的磁場吸引鐵芯將小齒輪推入并與飛輪齒圈嚙合，大負荷主觸點被短路片短接，起動機的主電路接通，電樞繞組獲得大的起動電流并產生強大的起動轉矩。直到點火開關斷開時，保持線圈和吸拉線圈由另一端供電，此時磁場作用使鐵芯回位，主觸點斷開，直流電動機的電路被切斷而減速停止。