以晶體管(或其它器件)調節流過負載的電流，負載所得的電壓就是穩壓器的輸出電壓。比較輸出電壓與穩壓器內部的參考電壓，所產生的差動信號用作控制晶體管，形成一個負反饋回路，加上適當的補賞，輸出電壓就能調整下降至目標電壓，不受輸入電壓或負載變動影響，并保持合理地穩定。
線性穩壓器必須在輸入電壓高于輸出不少于某電壓值時輸出才能穩定至目標電壓，這個最少的電壓稱為壓降電壓、下壓降、電壓差(dropout)。例如常用的7805，作用是把輸出保持在5V，但輸入必須保持在7V以上，否則輸出就會低于目標電壓5V以下，故其壓降電壓就是7V-5V=2V。由于須有壓差的存在，線性穩壓器效率大都很低:因為其原理就是要將多于穩定電壓下負載所需的能量，在晶體管內以散發熱能的形式消耗掉。而晶體管發熱所造成的功率損失就是電流乘以晶體管兩端壓降。
這個問題在低輸出電壓的情況尤其嚴重，假若輸出要求為2V，而壓降電壓同是2V，效率就必是在2V/(2V+2V)=50%或以下，這樣低的效率，在實際應用上多不為接受。這情況下就需使用低壓差穩壓器(LDO)，其壓降電壓特別低，一般都在300mV(0.3V)或以下，這種情況在微處理器的電源中常遇見。這也是為何機乎所有低輸出電壓的線性穩壓IC都是低壓差穩壓器。
開關電源可以更有效地達至相同的功能，但成本較高及有開關噪聲，在輕負載、輸出電壓較高或輸出電壓接近電源電壓的情況下，線性調節器的效率也不俗，有可能是合適的選擇。線性調節器還具有的優點是:不需要磁性器件(電感器或變壓器)，磁性器件可能相對昂貴或占空間;設計更簡單，噪聲也更低。線性調節器的一些設計僅適用晶體管、二極管和電阻器，這就更容易制造到集成電路中，進一步減小它們的質量、在PCB上的占位面積和成本 。
線性調節器有兩種基本形式:串聯調節器和并聯調節器。
串聯調節器:更常用的形式。串聯調節器通過提供經由可變電阻的從電源電壓到負載的路徑來運行(主要晶體管在分壓器的"上半"部中)。由調節器件所耗散的功率等于電源輸出電路乘以在調節器件中的壓降。
并聯調節器:通過提供經由可變電阻的從電源電壓到地的路徑來運行(主要晶體管在分壓器的"下半"部中)。將流經并聯調節器的電流從負載轉向出來，并且無用地流向接地，使其比串聯調節器更沒效率。然而，該形式更簡單，有時僅由參考電壓二極管組成;并且用于很低功率的電路，其中耗費電流很小可以忽略。這種形式常用于電壓參考電路。
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