蒸汽在汽轮中先把热能转变为动能，然后再转变为机械能。由于动能转变为机械能的方式不同，便有不同工作原理的汽轮机。汽轮机按工作原理分冲动式汽轮机和反动式汽轮机。单从字面上理解就可以知道冲动式汽轮机在气流流过动叶膨胀小，而反动式汽轮机则是气流流过动叶膨胀大，这就冲动式汽轮机动叶前后压差小，而反动式汽轮机动叶前后压差大，所以冲动是汽轮机轴向推力小，而反动式汽轮机轴向推力大。

冲动式汽轮机工作过程原理">原理：蒸汽在喷嘴中发生膨胀，压力降低，速度增加，将蒸汽的热能转变为动能。高速汽流流经动叶片，由于汽流方向改变，产生了对叶片的冲动力，推动叶轮旋转作功，将蒸汽的动能变成轴旋转的机械能。这种利用冲动力作功的原理，称为冲动作用原理。
    蒸汽进入动叶棚后，改变流动方向，产生了冲动作用力使叶轮旋转作功，将蒸汽动能转变为转子的机械能。蒸汽离开动叶栅的速度低。由于蒸汽在动叶栅中不膨胀，所以动叶栅前后压力相等。

在单级汽轮机中，当喷嘴中比焓降较大时，喷嘴出口的蒸汽速度很高，从而使蒸汽离开动叶栅的速度c2也很大，这将产生很大的损失，降低了汽轮机的经济性。为了减小这部分损失在第一列动叶栅后安装一列导向叶栅，使蒸汽在导向叶栅内改变流动方向后再进入装在同一叶轮上的第二列动叶栅中继续作功。这样，从第一列动叶栅流出的汽流所具有的动能又在第二列动叶栅中加以利用，使动能损失减小。如果流出第二列动叶的汽流还具有较大的动能，还可以再装第二列导向叶栅和第三列动叶栅。这种将蒸汽在喷嘴中膨胀产生的动能分几次在动叶栅中利用的级，称为速度级。
    由若干个冲动级依次叠置而成的多级汽轮机，称为多级冲动式汽轮机。随着汽轮机向高参数、大功率和高效率方向发展，单级汽轮机便不能适应需要，从而产生了多级汽轮机。
    由于流经各级后的蒸汽压力逐渐降低，比容逐渐增大，因而蒸汽的体积流量也逐渐增大。为了使蒸汽顺利流过，汽轮机的通流面积逐渐增加，所以喷嘴和动叶的高度以及级的直径都逐渐增大。多级汽轮机的功率是各级功率之和，因此多级汽轮机的功率可以按需要做得很大。

反动式汽轮机是指蒸汽不仅在喷嘴中，而且在动叶片中也进行。反动式汽轮机一般都是多级的。按照蒸汽在汽轮机中的流动方向分类，反动式汽轮机可分为轴流式和辐流式两种。

　　反动式汽轮机与冲动式汽轮机结构上最大的不同：冲动式汽轮机的动叶片出、入口侧比较薄，中间比较厚，从入口到出口，流道截面积基本不变；反动式汽轮机叶片入口侧比较厚，出口侧比较薄，流道从入口到出口横截面积逐渐缩小。

　　轴流式多级反动式汽轮机的动叶片直接装在轮鼓上，在每列叶片之前，装有静叶片。动叶片和静叶片的断面形状基本相同。新蒸汽由环形汽室进入汽轮机后，在第一级静叶栅中膨胀，压力降低，速度增加。然后进入第一级动叶栅，改变流动方向，产生冲动力。在动叶栅中，蒸汽继续膨胀，压力下降，　流速增高。汽流在动叶栅中速度的增高，对动叶栅产生反动力。转子在冲动力和反动力的共同作用下旋转作功。从第一级流出的蒸汽依次进入以后各级重复上述过程，直到经过最后一级动叶栅离开汽轮机。由于蒸汽的比容随着压力的降低而增大，因此，叶片的高度相应增高，使流通面积逐级增大，以保证蒸汽顺利地流过。由于反动式汽轮机每一级前后都存在压力差，因而在整个转子上产生很大的轴向推力。为了减小这个轴向推力，反动式汽轮机不能象冲动式汽轮机那样采用叶轮结构，而是在转子前部装设平衡活塞来抵消轴向推力。活塞前的空间用联通管和排汽管联通，使活塞上产生一个向左的轴向推力，以达到平衡转子轴向推力的目的。

辐流式多级反动式汽轮机有两个轴，叶轮分别安装在这两个转轴上，叶片分别垂直安装在两个叶轮的端面上，组成动叶栅。辐流式反动式汽轮机是利用反动作用原理来工作的，新蒸汽从新蒸汽管进入汽轮机蒸汽室，然后流经各级动叶栅逐渐膨胀，利用汽流对叶片的反动力推动叶轮旋转作功，从而将蒸汽的热能转变成机械能。辐流式汽轮机的两个转子按相反的方向旋转，可以分别带动两个发电机工作。