手机信号放大器由天线，射频双工器，低噪声放大器，混频器，ESC衰减器，滤波器，功率放大器和其他组成向上或向下放大链路的模块组成。手机信号放大器工作的基本原理是：使用前向天线将基站的下行链路信号接收到中继器中，通过低噪声放大器放大有用信号，抑制信号中的噪声信号，并改善信号质量和信噪比（S / N）; 然后下变频为中频信号，经滤波器滤波，经手机信号放大器的中频放大，然后上移并上变频为射频，由功率放大器放大，然后从后向天线传输到移动电话站; 同时，使用后向天线接收移动台的上行信号，由上行放大链路沿相反的路径进行处理。 也就是说，手机信号放大器通过低噪声放大器，下变频器，滤波器，中间放大器，上变频器和功率放大器，然后发送到基站。从而实现基站与移动台之间的双向通信。
所谓的手机信号放大器并不意味着通过将此类设备安装在适当的位置可以改善通信效果，它通过放大而不能改善移动电话信号的信号质量。信号质量在较大程度上取决于信噪比，通过手机信号放大器是不能改善信噪比指标的，因为在手机信号放大器放大有用信号的同时，噪声信号也以相同的方式放大。
注意事项 1、选购的时候要注意，一般市面上有大的八木天线和小天线两种，大的那种天线的增益较大。但是同时辐射也比较大，适合于工厂等地方的手机信号改善，一般推荐家里用小的吸盘天线，辐射相对较小。 2、室内天线和室外天线不要装反，机器的原理是把室外的信号转移到室内进行放大。所以室内Indoor和室外Outdoor的接口不能接反，否则没有效果的。 3、主机和室外天线距离尽量离得远一些，通常好在5米以上，离得太近室外天线就会收到室内放大过的信号，又经过放大，会引起“自激”。一般离得尽量远，或者当中至少隔一堵墙，如果效果不好也把距离再挪远一些试试。
主放大器电路具有差分输入端子，并且运算放大器的输出被输入到非反相输入端子。从输出端反馈到求和点的放大系数是A=-R2/R1。主放大器电路是一个全级对称推挽电路。如果不需要运算放大器的DC漂移，主放大器电路也可以使用单管。各级工作点的设置要保证带宽。比如TT1和TT2的集电阻采用低阻值，TT3和TT4的输出幅度相同。应该增加电流以提高转换速度，而不是两者之间的相位补偿。