Der Abgasturbolader (umgangssprachlich auch Turbo) hat die Aufgabe, die Verbrennungsluft, die dem Motor zugeführt wird, zu verdichten. Im Vergleich zu Saugmotoren wird damit eine wesentlich bessere Füllung der Zylinder erreicht. Auf diese Weise ergibt sich eine höhere Motorleistung bei gleichzeitig niedrigerem Verbrauch und besseren Emissionswerten. Zum Antrieb der Turbine nutzt der Abgasturbolader einen Teil der Abgasenergie aus der Verbrennung.

Ein Verbrennungsmotor, egal ob es sich um ein Benzin oder Dieselmotor handelt, bezieht sein Drehmoment aus der Verbrennung eines Kraft-Luft-Gemisches. Je mehr davon dem Motor zugeführt wird, desto höher ist seine Leistung.

Bei stöchiometischen Verbrennung (Lambda = 1) benötigt der Motor ca. 14,7 kg Luft um 1 kg Kraftstoff vollständig zu verbrennen. Das hört sich erstmal noch nicht dramatisch an. Rechnet man dieses Verhältnis aber auf das Volumen um, ergibt sich ein Verhältnis von ca. 11.000 Liter Luft zu 1 Liter Kraftstoff.

Dieser hoher Luftbedarf von Verbrennungsmotoren zeigt, warum es in der Motorentechnik immer eines der Probleme der Konstrukteure war, ausreichend Luft in den Brennraum zu transportieren. Die benötigte Menge des Brennstoffs für die Verbrennung war hingegen technisch leichter zu realisieren.

Erschwerend kommt bei der Aufladung durch den Turbolader ein weiteres physikalische Phänomen. Durch die Aufladung wird die Luft komprimiert. Dies hat jedoch auch eine Temperaturerhöhung zur Folge und somit eine Verringerung der Dichte der Luft. Mit einem Ladeluftkühler (Wärmetauscher), der die Temperatur der verdichteten Luft wieder reduziert, kann eine weitere Steigerung der Ladungsmenge im Zylinder erreicht werden.