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。
有两种方法可以改善信号质量。一种是主要的，其作用是使天线在空中获得的信号能量化，另一种是次要的，即尽可能降低系统噪声。降低系统噪声的重要性之所以如此，是因为降低系统噪声非常困难且不切实际。因此，提高信号质量的比较有效方法是尝试增加天线的输出，这样才能使手机信号放大器发挥更大的作用。
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。
检查放大器信号是否存在干扰行为。劣质的手机信号放大器，安装数量多了之后对附近基站的干扰非常严重，明明手机信号看着满格就是打不出电话，给他人造成了严重的通信干扰，而这种行为已经涉嫌违反法律了，当然质量好的手机信号放大器也存在有干扰问题，不过相同的功率，良好的手机信号放大器的干扰要比劣质放大器小几倍甚至几十倍。