La structure de base d'un convertisseur de couple se compose d'une roue, d'une turbine et d'un stator. Son fonctionnement se divise en trois phases :
1. Phase de démarrage : le moteur entraîne la turbine et l'ATF est projeté vers le bord extérieur par la force centrifuge, impactant les aubes de la turbine. Durant cette phase, la vitesse de la turbine est faible, le stator est stationnaire et le fluide s'écoule en sens inverse, impactant les aubes du stator et générant une force de réaction, amplifiant ainsi le couple (semblable à la façon dont un ventilateur électrique souffle contre un autre ventilateur).
2. Phase de couplage : lorsque la vitesse de la turbine atteint 85 % à 90 % de la vitesse de la roue (source de données : rapport technique ZF), le stator commence à tourner librement avec le débit de fluide et le convertisseur de couple entre dans un "état couplé". À ce stade, l'amplification du couple cesse et l'efficacité de la transmission augmente jusqu'à plus de 90 %.
3. Phase de verrouillage : Les convertisseurs de couple modernes sont équipés d'un embrayage de verrouillage. Lorsque la vitesse du véhicule dépasse 40 km/h (la vitesse spécifique varie selon le véhicule), l'embrayage comprime la roue et la turbine, créant une liaison rigide et évitant les pertes d'énergie associées à la transmission hydraulique.