结构如图i,空心金属圆球A放在绝缘圆柱 C 上,圆柱内B为由电动机带动上下运动的丝带(绝缘传送带),金属针尖 E 与数万伏的直流电源相接,电源另一端接地,由于针尖的放电作用,电荷将不断地被喷送到传送带B上。另一金属针尖F与导体球 A 的内表面相联。当带电的传送带转动到针尖 F 附近时,由于静电感应和电晕放电作用,传送带上的电荷转移到针尖 F 上,进而移至导体球A的外表面,使导体球A带电。随着传送带不断运转,A球上的电量越来越多,电势也不断增加。通常半径为1米的金属球可产生约 1 兆伏(对地)的高电压。为了减少大气中的漏电,提高电压,减小体积,可将整个装置放在充有10~20个大气压的氮气的钢罐之中。
产生正极性电的范德格拉夫起电机可用作正离子的加速电源,产生负极性电的则可用于高穿透性的 X 射线发生器中。
范德格拉夫起电机(Van de Graaff generator),又称范德格拉夫加速器,是一种用来产生静电高压的装置。该装置于1929年由荷兰裔美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫发明。范德格拉夫起电机通过传送带将产生的静电荷传送到中空的金属球表面。范德格拉夫起电机非常易于获得非常高的电压,现代的范德格拉夫起电机电势可达500万伏特。