Принцип роботи пристрою ґрунтується на зворотно-поступальному русі, який плунжер здійснює всередині втулки. При цьому канали та клапани, розташовані всередині ТНВД забезпечують подачу пального в порожнину, розміщену над плунжером, а також його відведення після стиснення та нагнітання. тиску.
Необхідне тиск розпилення створюється рухом плунжера насоса. У паливного насоса з акумуляторним упорскуванням привід робочого плунжера здійснюється за рахунок сил тиску стиснутих газів у циліндрі двигуна або за допомогою спеціальних пружин.
Магістральний паливний насос високого тиску використовується в акумуляторній системі упорскування палива Common Rail, де він виконує функцію нагнітання палива в рампу палива. Магістральні ТНВД забезпечують більш високий тиск палива (у сучасних системах упорскування близько 180 МПА та більше).
ТНВД подає паливо по відповідній магістралі до голівок циліндрів, у яких розташовані форсунки. Завдяки чому в певний момент відбувається упорскування палива та його розпилення в камерах згоряння. При підкачуванні з бака паливо з надлишком надходить в ТНВД.