手机信号增强器(也称手机信号屏蔽器和手机信号放大器)的工作原理是:锯齿波信号发生器产生的扫描信号经反相器反相后，进入压控振荡器在码分多址、GSM和PHS三个下行频率相同的频段上调制，调制后的扫描信号经功率放大器放大， 功率放大器的功率由稳压管控制，使发射功率小于1W，放大后的扫描信号以无线电波的形式发射到空中。

手机的特点是在网络中寻找无信号、无服务的系统来达到阻断效果，而不是依靠无限制的增加功率来与手机基站竞争来达到阻断效果。手机信号增强器发出的电磁信号强度非常弱。只要正规厂家生产的合格产品的电磁辐射强度经过国家检测和认证机构(如《中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品所》)的严格测试，所有采样点测得的电磁场强度都低于国家环保总局规定的《电磁辐射防护规定》 (GB8702-88)相关频段的标准限值(本标准仅为欧洲标准的1/5)。

使用手机信号放大器是为了实现“小容量，大覆盖”的目标。使用这种方法主要是因为手机信号放大器在不增加基站数量的情况下可以实现网络覆盖，这种方法的成本远低于转发器的成本。手机信号放大器是解决通信网络扩展覆盖能力的主要解决方案。

由于用户量大，基站数量较多，一般不存在大范围的信号盲区，手机信号放大器只是用于解决小范围区域的补盲以及建筑物内的信号覆盖。在光纤到楼尚未普及的情况下，需采用无线直放站。随着建筑物的增多，所需的直放站数量也会随之增加，就会出现一个基站配置多台直放站的情况。但直放站的引入必然对基站产生干扰，干扰会随着直放站数量的增多而加大，特别是大功率直放站的引入，会使系统干扰明显加剧。因此，在城市密集区应当采用小功率（1W以下）直放站。