Простой генератор Ван де Граафа состоит из диэлектрической (шёлковой или резиновой) ленты, вращающейся на роликах, причём верхний ролик диэлектрический, а нижний металлический и соединён с землёй.

Один из концов ленты заключён в металлическую сферу.

Два электрода в форме щёток находятся на небольшом расстоянии от ленты сверху и снизу, причём один электрод соединён с внутренней поверхностью сферы, а на второй электрод подаётся электрический потенциал порядка нескольких киловольт (для определённости, положительный относительно земли).

Вблизи нижнего электрода воздух ионизируется, образующиеся положительные ионы под действием силы Кулона движутся к заземлённому ролику и оседают на ленте, благодаря чему часть ленты, движущаяся вверх, заряжается.

Лента доставляет заряд внутрь сферы, где он снимается щёткой благодаря тому, что все заряды выталкиваются на поверхность сферы и потенциал её внутренней поверхности всегда равен 0.

Таким образом, на внешней поверхности сферы накапливается электрический заряд. Возможность получения высокого напряжения ограничена коронным разрядом, возникающим при ионизации воздуха вокруг сферы.