Turbosprężarki zwiększają przepustowość silnika poprzez sprężanie powietrza potrzebnego do spalania. Dzięki zastosowaniu turbosprężarki, moc, moment obrotowy i wydajność mogą być zwiększone w porównaniu z silnikiem wolnossącym o tej samej pojemności skokowej.
Turbosprężarka wykorzystuje do napędu energię zawartą w spalinach. Koło turbinowe znajduje się w strumieniu spalin i napędza koło sprężarki połączone wałem. W tym momencie powietrze zostaje sprężone do nadciśnienia 1,5 bara. Ogrzane w wyniku sprężania powietrze jest zwykle schładzane przez intercooler, a po jego zakończeniu kierowane do komory spalania. Chłodne powietrze zajmuje mniejszą objętość niż gorące. Dzięki temu do komory spalania dostarczana jest większa ilość tlenu.
W przeszłości, wzrost mocy wyjściowej był głównym powodem stosowania turbosprężarki; dziś stosuje się ją przede wszystkim w celu oszczędzania energii i obniżenia emisji spalin, a także w celu ciągnięcia mocy. Obecnie, w silnikach Diesla stosuje się turbosprężarki, których geometria turbiny zmienia się w zależności od obciążenia silnika na regulacji łopatek, tzw. turbosprężarkę ze zmienną geometrią turbiny (VTG).