Assim que o motor entra em funcionamento, a bateria deixa de ser a principal fonte de energia. O alternador assume essa função. Converte a energia mecânica do motor em rotação em energia elétrica, carregando a bateria e alimentando as luzes, a ignição, o sistema de infoentretenimento e todos os outros componentes elétricos do automóvel.

O princípio é a indução eletromagnética. Um rotor gira dentro de um estator, e o campo magnético em movimento induz uma corrente alternada nos enrolamentos do estator. Um retificador, construído com díodos, converte esta corrente alternada em corrente contínua, que é utilizada pelo sistema elétrico do automóvel. Um regulador de tensão mantém a saída estável, geralmente cerca de 13,5 a 14,5 volts, independentemente da velocidade do motor.

Os alternadores são acionados por correia. Uma correia serpentina liga a polia do alternador à polia da cambota. Se a correia deslizar ou romper, o alternador deixa de carregar e o carro funciona apenas com a energia da bateria. Isto dura até a bateria descarregar completamente, o que geralmente ocorre entre 30 e 60 minutos. Os sinais de aviso incluem luzes que diminuem a intensidade, um ruído agudo e a luz de aviso da bateria acesa no painel de instrumentos.

Os automóveis modernos com sistemas start-stop e travagem regenerativa utilizam alternadores mais sofisticados, por vezes designados por unidades motor-gerador, que também podem auxiliar o motor. A função básica não mudou: manter a bateria carregada e os componentes eletrónicos em funcionamento.