Die Grundfunktionen entsprechen denen der hydrodynamischen Kupplung. Die Bewegungsenergie des Motors wird von einem Schaufelrad (Pumpenrad) auf den Ölstrom und von diesem auf ein anders geformtes Schaufelrad (Turbinenrad) und damit auf das Getriebe übertragen. Dabei handelt es sich fast ausschließlich um Vollautomatik-Getriebe.

Man unterscheidet beim Drehmomentwandler zwei Bereiche:
- den Wandlerbereich
- den Kupplungsbereich.
Der Wandlerbereich ist mit nennenswerten Drehzahlunterschieden zwischen Pumpen- und Turbinenrad verbunden, im Kupplungsbereich laufen alle Teile als Block um.
Wie bei der hydraulischen Kupplung strömt das Öl direkt vom Pumpen- auf das Turbinenrad. Anders erfolgt der Rückstrom, nämlich indirekt über ein drittes Rad (Leitrad). Die hydraulische Kupplung kommt also mit zwei Schaufelrädern aus, der Drehmomentwandler braucht drei.

Der Ölstrom wird bei dem Weg Pumpenrad - Turbinenrad - Leitrad - Pumpenrad insgesamt zweimal umgelenkt, im Turbinenrad gegen die Drehrichtung und nach innen und im Leitrad wieder mit der Drehrichtung und nach außen. Dazu muss das Leitrad im Wandlerbereich gegen Rückwärtsdrehen gesichert sein. Es stützt sich durch einen Freilauf gegen das Getriebegehäuse ab. Dieser erlaubt im Kupplungsbereich das störungsfreie Mitdrehen.

Durch die zweite Umlenkung des Wandleröls im still stehenden Leitrad staut es sich und das in der ersten Umlenkung auf das Turbinenrad abgegebene Drehmoment wird verstärkt. Je größer der Drehzahlunterschied zwischen Pumpen- und Turbinenrad, umso stärker ist der Rückstau auf die Schaufeln des Turbinenrades und damit die Drehmomentverstärkung. So kann das Ausgangsdrehmoment bis zum 2,5-fachen des Eingangsdrehmoment betragen, ein Grund, warum Fahrzeuge mit Vollautomatik-Getriebe und Drehmomentwandler im nachgeschalteten Planetengetriebe häufig einen Gang weniger haben.

Die Arbeit des Drehmomentwandlers ist besonders beim Anfahren oft mit großer Hitzeentwicklung verbunden. Diese wird durch einen Ölkreislauf zu einem separaten Getriebe-Ölkühler direkt am Getriebe oder in der Nähe des Motorkühlers abgeführt. Das Öl erreicht bzw. verlässt den Wandler durch die Wellenbohrung bzw. zwischen den Wellen zum nachfolgenden Automatikgetriebe. Dort ist auch die Pumpe eingebaut, die den Ölumlauf bewirkt.

Im Kupplungsbereich wird das Drehmoment nicht vollständig übertragen. Dies bedeutet Leistungs- und Wirkungsgradverlust, der durch den Einbau einer Wandler-Überbrückungskupplung ausgeglichen werden kann. Diese wird durch Umkehren des Wandler-Ölstroms mit ihrem Reibbelag nach links gegen das Gehäuse gedrückt. Sie verbindet damit Pumpen- und Turbinenrad. Dabei wirkt die Wandler-Überbrückungskupplung oben wie eine Einscheiben-Ölbadkupplung. Der gesamte Öldruck wird zum Anpressen verwendet. Bei moderner, elektronisch gesteuerter Vollautomatik kann dieser und damit der Schlupf noch variiert werden. Ein Ölumlauf findet in diesem Betriebszustand nicht statt. Wirkungsgrad und abgegebene Leistung verbessern sich. Um die Verbrauchsnachteile der Vollautomatik gegenüber der in den Oberklassebereich drängenden Konkurrenz z.B. der stufenlosen Automatik und der sequentiellen Getriebe zu mildern, arbeitet die Überbrückungskupplung jetzt in allen Gängen und sogar im Wandlungsbereich.

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