Les turbocompresseurs comprennent un système d'induction d'air forcé qui accroît d'au moins 50 % le volume d'air disponible pour la combustion dans les cylindres. Comme la puissance produite par un moteur à combustion interne est proportionnelle à la quantité de carburant qu'il peut brûler, le fait d'injecter davantage d'air dans le moteur signifie que l'on peut injecter davantage de carburant dans le cylindre, ce qui se traduit par un processus de combustion plus puissant.
La turbocompression est efficace parce qu'elle est entraînée par les gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Lorsque les gaz d'échappement de la combustion sortent des cylindres, ils sont acheminés vers l'entrée du turbocompresseur. Cette entrée amène les gaz d'échappement à une turbine, qui commence à tourner à un régime dépassant 140 000 tours par minute. La turbine est reliée à un arbre qui transmet l'énergie des gaz d'échappement pour propulser une turbine de compression. Le compresseur se comporte de manière très similaire à une pompe centrifuge, qui aspire l'air extérieur et le comprime. L'air chauffe à mesure qu'il est comprimé, et il faut l'envoyer vers un refroidisseur intermédiaire, qui refroidit l'air, accroissant ainsi sa densité. La densité de l'air froid produit une meilleure expansion des gaz d'échappement lors de la combustion.
Un inconvénient de cette solution est qu'une puissance faible est créée à de faibles régimes moteurs (également appelé retard du turbo), car le turbocompresseur a besoin d'un certain temps pour s'activer. De plus, les fabricants recommandent souvent l'utilisation d'un carburant à indice d'octane élevé avec les turbocompresseurs, ce qui peut accroître les coûts du carburant. Le principal avantage des turbocompresseurs réside dans leur aptitude à réduire les dimensions des moteurs, ce qui réduit la consommation de carburant tout en retenant les performances équivalentes à celles d'un moteur plus gros.