Cewki zapłonowe działają w oparciu o zasadę indukcji elektromagnetycznej; ich funkcją jest przekształcanie niskiego napięcia dostarczanego przez akumulator pojazdu (zwykle 12 V) na wysokie napięcie (zwykle w zakresie od 15 000 do 30 000 woltów) wystarczające do wypełnienia szczeliny między elektrodami świecy zapłonowej. Proces operacyjny składa się z dwóch etapów: magazynowania energii i konwersji energii. Kiedy cewka pierwotna jest podłączona do źródła zasilania, przepływa przez nią prąd, wytwarzając silne pole magnetyczne, a energia jest magazynowana w żelaznym rdzeniu. Kiedy mechanizm przełączający przerywa obwód cewki pierwotnej, pole magnetyczne gwałtownie zanika; ta szybka zmiana pola magnetycznego indukuje bardzo wysokie napięcie w uzwojeniu wtórnym.
Ze względu na strukturę obwodu magnetycznego cewki zapłonowe dzielą się przede wszystkim na dwa typy: otwarty obwód magnetyczny i zamknięty obwód magnetyczny. Cewki zapłonowe z zamkniętym obwodem magnetycznym mają uzwojenia pierwotne i wtórne nawinięte wokół żelaznego rdzenia w kształcie prostokąta-, tworząc w ten sposób zamkniętą pętlę magnetyczną dla linii strumienia magnetycznego. Struktura ta oferuje kilka zalet, w tym minimalny wyciek magnetyczny, niską niechęć magnetyczną, niskie straty energii, wysoką wydajność konwersji energii i kompaktowe wymiary; w związku z tym jest szeroko stosowany w nowoczesnych elektronicznych układach zapłonowych.
Pracą nowoczesnych cewek zapłonowych precyzyjnie steruje jednostka sterująca silnika (ECU). ECU reguluje czas zasilania cewki pierwotnej (znany jako „kąt przebywania”) i dokładny czas zapłonu, aby dostosować się do zmiennych prędkości obrotowych silnika i warunków obciążenia.
Aby zapewnić stabilną pracę w trudnych warunkach charakteryzujących się wysokimi temperaturami, wysokimi napięciami i wibracjami, w nowoczesnych cewkach zapłonowych powszechnie stosuje się zaawansowane procesy hermetyzacji izolacji, takie jak zalewanie próżniowe żywicą epoksydową. Produkty te wykorzystują żywice termoutwardzalne jako wypełniacze izolacyjne, aby uzyskać doskonałe właściwości izolacyjne, integralność uszczelnienia i zdolność rozpraszania ciepła.
Ewolucja cewek zapłonowych wskazuje na tendencję do integracji i modularyzacji. Niektóre modele pojazdów mają obecnie zintegrowane konstrukcje,-takie jak indywidualne cewki zapłonowe (jedna dedykowana cewka na cylinder) lub cewki-typu ołówkowego-montowane bezpośrednio na świecach zapłonowych. To podejście projektowe ma na celu zminimalizowanie-strat w przewodzie wysokiego napięcia i zmniejszenie liczby potencjalnych punktów awarii w układzie zapłonowym.
