手机信号放大器(专业名：直放站)由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成上、下行放大链路。其工作的基本原理是：用前向天线（施主天线）将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，抑制信号中的噪声信号，提高信噪比（S/N）；再经下变频至中频信号，经滤波器滤波，中频放大，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线（重发天线）发射到移动台；同时利用后向天线接收移动台上行信号，沿相反的路径由上行放大链路处理：即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站。从而达到基站与移动台的双向通信。
在安装手机信号增强器的时候，信号源总是人们关注的一环。不得不说，手机的信号源就是增强器的灵魂，如果没有信号源，就算安装了手机信号增强器也是无效果的。所以想要发挥增强器的强大功能，首先需要找到好的信号源。
手机信号增强器(微型直放站)属于同频放大设备。是指在无线通信传输过程中起到信号增强的一种无线电发射中转设备。基本功能就是一个射频信号功率增强器。在下行链路中，由施主天线现有的覆盖区域中耦合信号。通过带通滤波器对带通外的信号进行的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基地站与手机的信号传递。
手机信号放大器还有很多其他的名字，比如手机信号增强器、手机信号接入器、手机信号导入器等等，这些名字不同，但作用其实是一样的。我国是一个人口大国，同样是面积大国，所以我国通信事业所要面临的难题是国土面积大、人口比较分散、通讯技术欠缺。所以想根本上解决信号不稳定的问题是比较困难的，中国移动联通电信不可能设立太多的信号基站，所以上网的信号就差，但是有了手机信号放大器，这些问题就能迎刃而解。