Strukturen för en strömtransformator är mycket lik den för en normal transformator. Strömtransformatorns järnkärna är sammansatt av kiselstållamineringar. En strömtransformator (CT) har i princip ett eller flera varv av en primärspole med stor tvärsnittsarea. I vissa fall kan remsan som bär den höga strömmen fungera som primär. Den är i serie med ledningen som bär den höga strömmen.

Strömtransformatorn består av en primärspole, en sekundärspole, en järnkärna, en isolerande konsol och en uttagsterminal. Strömtransformatorns järnkärna är gjord av laminerade silikonstålplåtar. Dess primärspole är kopplad i serie med huvudkretsen, och genom den uppmätta strömmen I1 genereras ett växelmagnetiskt flöde i järnkärnan, så att sekundärspolen inducerar motsvarande sekundärström I2. Om excitationsförlusterna ignoreras, då I1n1=I2n2, där n1 och n2 är antalet varv hos primär- respektive sekundärspolarna. Strömtransformatorns omvandlingsförhållande är K=I1/I2=n2/n1.

Eftersom strömtransformatorns primära spole är ansluten till huvudkretsen, måste primärspolen jordas med ett isolerande material som är lämpligt för den primära nätspänningen för att säkerställa säkerheten för sekundärkretsen och människokroppen. Den sekundära kretsen består av strömtransformatorns sekundärspole, instrumentet och reläets strömspole i serie. Strömtransformatorer kan grovt delas in i två kategorier, strömtransformatorer för mätning och strömtransformatorer för skydd.

Principen för strömtransformatorn är baserad på principen om elektromagnetisk induktion. Den primära lindningen bär ofta all ström från ledningen genom den. När strömtransformatorn fungerar är dess sekundära krets alltid sluten. Därför är mätinstrumentet och skyddskretsen kopplade i serie med spolen. Impedansen är mycket liten och strömtransformatorns arbetstillstånd är nära en kortslutning.