Iako je povećanje snage bio glavna svrha za turbopuhala, danas se sve više koristi zbog uštede energije i smanjenje emisije štetnih plinova, ali i protočnosti. Turbopuhala imaju široku primjenu. Ugrađuju se u dizelske i u benzinske motore s unutarnjim izgaranjem, automobila, vlakova, zrakoplova, plovila. Ugrađuju se u dvotaktne i četverotaktne motore. Mogu naći primjenu i u motorima s vanjskim izgaranjem, kao što su gorive ćelije.

Turbopuhalo je izumio švicarski inženjer Alfred Büchi, čiji patent se počeo koristiti 1905. Dizelski motori na brodovima i lokomotivama s turbopuhalom su se počeli koristiti 1920-tih. U Prvom svjetskom ratu počela su se turbopuhala koristiti u zrakoplovima, da bi riješili problem smanjenja atmosferskog tlaka na većim visinama, a time i slabijeg izgaranja.

{gallery}abeceda/turbopunjac{/gallery}

I superpunjač i turbopuhalo zahtijevaju visoke okretaje kompresora (rotora), da bi sabili atmosferski zrak. Ovaj raspon se kreće od 30 000 do 65 000 okretaja u minuti, kod superpunjača, dok kod turbokompresora mogu biti i preko 200 000 okretaja u minuti. U cilju postizanja najvišeg broja okretaja motora, potrebno je sabiti zrak do potrebnog tlaka. Superpunjačima je potrebno da imaju prijenosni mehanizam (zupčanici, remeni, remenice ili kombinacija svega ovoga), sastavljen od brojnih pokretnih dijelova, kako bi pretvorili 6000 okreta motora u 40 000 okreta superpunjača.

Turbopuhalima nije potreban prijenosni mehanizam i imaju samo jedan pokretni dio, kompresorsko-turbinski sklop (rotor). Jednostavnost turbokompresora je u tome da je manje okružen mehaničkim problemima. Superpunjači moraju imati remene da ih pokreću, a proklizavanje i pucanje tih remena je osnovni problem. Ozbiljniji problem obuhvataju oštećenja radilice, ležajeva i oštećenja motora prouzrokovana nategnutošću remena.

Kako bi uopće došlo do zapaljenja smjese goriva i zraka u komori za izgaranje motora, potreban je određeni omjer zraka i goriva. Optimalni omjer naziva se stehiometrijski omjer i iznosi 14,7 :1. Dakle, za pravilno i potpuno izgaranje jednog kilograma goriva potrebno je 14,7 kilograma zraka. Pojednostavljeno govoreći, što više zraka dospije u komoru za izgaranje, potrebna je i veća količina goriva za pravilno izgaranje. Većim obostranim udjelima dolazi do snažnijih kontroliranih eksplozija unutar cilindara, te se oslobađa i veća snaga.

Dakle, turbopuhalo je dodatak motora koji omogućava povećanje snage. Turbo puhalo se sastoji u biti od rotora i kompresora postavljenih na zajedničkoj osovini. Rotor je smješten na ispušnoj grani motora te se zakreće ispušnim plinovima motora, zakrećući istovremeno kompresor smješten na usisnoj grani motora. Kompresor uvlači i tlači usisani zrak pod tlakom većim od atmosferskog kako bi veća količina mogla stati u komoru za izgaranje.

Brzine okretanja rotora i kompresora mogu dostići i do 300 000 okretaja u minuti, a tlakovi prednabijanja i preko 2,5 bara. Zato turbo motori moraju imati efikasno riješeno podmazivanje kompletnog sustava. No budući da se zrak tlačenjem zagrijava i širi, potrebno ga je ohladiti kako bi mu se smanjio obujam.

Zato se iza kompresora u nizu ugrađuje međuhladnjak stlačenog zraka (engl. intercooler'), koji će zrak ohladiti i smanjiti mu obujam kako bi ga što veća količina ušla u komoru za izgaranje. U cilindru će dodatne količine zraka i goriva uzrokovati kontrolirane eksplozije i trenutni priliv ogromne snage motora.