起動電機的工作原理，簡單來說就是基于初中物理中的安培定律，即通電導體在磁場中會受力。它能將蓄電池的電能轉化為機械能，從而驅動發動機飛輪旋轉，實現發動機的起動。

起動機的電路是這樣的：蓄電池正極連接到 30 端子，再經過電流表、點火開關、起動繼電器的“點火開關”接柱、線圈，然后搭鐵，最終回到蓄電池負極。此時鐵心被磁化，吸引觸點臂閉合。

同時，電磁鐵線圈電路接通繼電器觸點，吸引線圈和保持線圈電流電路也接通。吸引線圈電路中，電流從蓄電池正極出發，經過 30 端子、起動繼電器的“電池”接柱等，到達起動機磁場端子，經過電動機磁場繞組、電樞繞組，最后搭鐵回到蓄電池負極。保持線圈電路也是類似路徑。

當點火開關閉合，兩個線圈繞組通電，吸拉線圈電阻小，電流大，會讓電動機緩慢旋轉，方便小齒輪與飛輪接合。在線圈磁場作用下，鐵芯將小齒輪推入與飛輪齒圈嚙合。此時，大負荷主觸點被短路片短接，起動機主電路接通，產生強大起動轉矩。

直到點火開關斷開，保持線圈和吸拉線圈由 M 端供電，磁場變化使鐵芯回位，主觸點斷開，直流電動機減速停止。

發動機常用的起動方式有人力起動、輔助汽油機起動和電力起動三種。人力起動用拉繩或手拉，簡單但不方便且勞動強度大，只在一些低功率發動機中作為備用。汽油機起動用于大功率柴油機。