Le principe de la bobine de Ruhmkorff est celui d'un transformateur élévateur de tension constitué d'un enroulement primaire P et d'un enroulement secondaire S. Le primaire est constitué de quelques dizaines de spires de fil de cuivre isolé d'un diamètre assez gros (de l'ordre du millimètre) tandis que le secondaire est constitué de plusieurs dizaines voire centaines de milliers de tours de fil très fin (quelques dixièmes de mm). Les deux enroulements sont bobinés autour d'un noyau magnétique N constitué de fils de fer doux réunis en faisceau. Le fait de diviser le noyau permet de limiter les pertes fer par courants de Foucault. Les spires de l'enroulement secondaire doivent être soigneusement isolées entre elles pour éviter le claquage de l'enroulement par surtension suivi de la destruction de l'isolation des spires et formation d'un court-circuit.
Si l'enroulement primaire P est parcouru par un courant variable (un courant continu produit par un accumulateur et commandé par un interrupteur Int), la variation de champ magnétique induit dans l'enroulement secondaire S une tension dont la valeur est proportionnelle au rapport du nombre de spires de S par le nombre de spires de P. Ce rapport de transformation est très grand pour la bobine de Ruhmkorff, ce qui permet d'obtenir des tensions de plusieurs kilovolts. C'est à la coupure du courant (ouverture du circuit primaire) que la tension induite est la plus élevée et produit une étincelle entre les bornes sphériques de l'éclateur Ec.
La formation de l'étincelle se traduit par la formation dans le circuit d'une série d'oscillations électriques amorties dont la période fut calculée en 1853 par William Thomson. Cette décharge oscillatoire s'accompagne de l'émission d'ondes électromagnétiques amorties qui furent étudiées par Hertz en 1887.