Його структура сердечника включає первинну обмотку, вторинну обмотку, залізний сердечник та ізоляцію. Первинна обмотка має дуже мало витків і з'єднана послідовно з вимірюваним основним ланцюгом; вторинна обмотка має більше витків і підключається до вимірювальних приладів або пристроїв захисту.
Принцип роботи трансформатора струму заснований на законі електромагнітної індукції Фарадея, що забезпечує перетворення струму через коефіцієнт витків (коефіцієнт трансформації) первинної та вторинної обмоток. Під час роботи магніторушійна сила, що створюється первинним струмом, значною мірою нейтралізується магніторушійною силою, створюваною вторинним струмом, що призводить до дуже малого струму збудження.
Коли трансформатор струму працює, його вторинне коло повинно залишатися замкнутим, з дуже низьким опором навантаження, що працює близько до короткого замикання. Розімкнуті ланцюги на вторинній стороні суворо заборонені; інакше на вторинній стороні буде індуковано небезпечно високу напругу, що загрожує безпеці обладнання та персоналу. Тому під час роботи вторинна сторона повинна бути надійно заземлена.