Rakenne a virtamuuntaja on hyvin samanlainen kuin normaali muuntaja. Virtamuuntajan rautasydän koostuu piiteräslaminaatioista. Virtamuuntajassa (CT) on periaatteessa yksi tai useampi kierros ensiökäämässä, jolla on suuri poikkipinta-ala. Joissakin tapauksissa suurta virtaa kuljettava nauha voi toimia ensisijaisena. Se on sarjassa suurta virtaa kuljettavan linjan kanssa.

Virtamuuntaja koostuu ensiökäämistä, toisiokäämistä, rautasydämestä, eristävästä kannakkeesta ja ulostuloliittimestä. Virtamuuntajan rautasydän on valmistettu laminoiduista piiteräslevyistä. Sen ensiökäämi on kytketty sarjaan pääpiirin kanssa ja mitatun virran I1 kautta rautasydämeen syntyy vaihtomagneettivuo, jolloin toisiokäämi indusoi vastaavan toisiovirran I2. Jos herätehäviöt jätetään huomioimatta, I1n1=I2n2, missä n1 ja n2 ovat vastaavasti ensiökäämien ja toisiokäämien kierrosten lukumäärä. Virtamuuntajan muuntosuhde on K=I1/I2=n2/n1.

Koska virtamuuntajan ensiökäämi on kytketty päävirtapiiriin, ensiökää on maadoitettava ensiölinjan jännitteelle sopivalla eristemateriaalilla toisiopiirin ja ihmiskehon turvallisuuden varmistamiseksi. Toisiopiiri koostuu virtamuuntajan toisiokäämistä, instrumentista ja releen virtakäämistä sarjassa. Virtamuuntajat voidaan karkeasti jakaa kahteen luokkaan, virtamuuntajat mittaukseen ja virtamuuntajat suojaukseen.

Virtamuuntajan toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion periaatteeseen. Sen ensiökäämi kuljettaa usein kaiken linjan virran sen läpi. Kun virtamuuntaja toimii, sen toisiopiiri on aina kiinni. Siksi mittauslaite ja suojapiiri on kytketty sarjaan kelan kanssa. Impedanssi on hyvin pieni ja virtamuuntajan toimintatila on lähellä oikosulkua.