VVT 發動機的工作原理是通過一系列復雜但精妙的機制實現的。

VVT 電磁閥為比例閥，閥芯移動位置與發動機 ECU 線圈提供的大小成正比。空比增大，電磁力增大，閥芯向前移動；空比減小，電磁力減小，閥芯在彈簧力作用下回位。閥芯移動與閥套配合實現油路切換，控制機油進出方向和流量，進而控制流入/流出執行器油腔的機油流量。

VVT 工作原理包括進氣門和排氣門正時提前、延遲和保持三個過程。進氣門和排氣門正時提前時，電腦控制 VVT 電磁閥柱塞移動，打開主油道和提前油道之間的通道，機油進入葉片左側油腔，轉子葉片右側油腔內機油流回油底殼，排氣門正時提前一定角度。

進氣門和排氣門正時延遲時，電腦控制打開主油道與延遲油道之間的通道，機油進入葉片右側油腔，左側油腔內機油流入油底殼，旋轉葉片相對于定子向左移動，排氣門正時延遲一定角度。

進氣門和排氣門正時保持時，電腦控制 VVT 電磁閥柱塞處于特定位置，提前油道和延遲油道同時關閉，葉片兩側油壓相同，定子和轉子同步運轉，排氣門正時保持在一定角度。

發動機由低速向高速轉換時，電子計算機將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，小渦輪相對于齒輪殼旋轉一定角度，使凸輪軸在 60 度范圍內旋轉，改變進氣門開啟時刻，實現連續調節氣門正時。

VVT 發動機所有工作均通過機油完成，為保證其及時準確工作，必須保證油壓在規定范圍內，所以一般 VVT 發動機均有單獨的 VVT 油路。