رگولاتور خطی ولتاژ اساساً از پایه های ورودی، خروجی و GND تشکیل شده است. از آنجایی که ویژگی خروجی متغیر را دارد، یک پین فیدبک که ولتاژ خروجی را پس می دهد اضافه می شود.
مدار داخلی یک رگولاتور خطی اساساً از یک تقویت کننده خطا (یک تقویت کننده عملیاتی برای تشخیص خطا)، یک منبع ولتاژ مرجع و یک ترانزیستور خروجی تشکیل شده است. اگرچه PCH MOSFET و NCH MOSFET به عنوان ترانزیستور خروجی استفاده می شوند، ترانزیستورهای دوقطبی PNP و NPN نیز می توانند استفاده شوند.
عملکرد به طور کامل با استفاده از یکی از مدارهای کنترل اصلی تقویت کننده عملیاتی، حلقه بازخورد، شبیه سازی شده است. پس از تغییر ورودی یا بار، تقویت کننده خطا به طور مداوم ولتاژ مرجع فیدبک را از ولتاژ خروجی رگولاتور مقایسه می کند، ترانزیستور قدرت را روی صفر تنظیم می کند و VO را ثابت نگه می دارد، حتی اگر ولتاژ خروجی شروع به تغییر کند. این حلقه بازخوردی است که تثبیت (تنظیم) را کنترل می کند.
همانطور که قبلا ذکر شد، ولتاژ پایه های غیر معکوس تقویت کننده خطا معمولاً با ولتاژ VREF برابر است، بنابراین جریان R2 ثابت خواهد بود. جریان جریان به R1 و R2 را می توان با REF÷R2 به دست آورد، بنابراین Vo جریان × (R1 به علاوه R2) خواهد بود.

