Prinsip kerja catu daya teregulasi didasarkan pada mekanisme umpan balik negatif. Saat tegangan input atau beban berubah, tegangan output akan berfluktuasi sesuai dengan perubahan tersebut. Pada titik ini, rangkaian umpan balik akan mengumpulkan sinyal fluktuasi tegangan output dan mengirimkannya ke rangkaian pembanding untuk dibandingkan. Rangkaian pembanding membandingkan sinyal umpan balik dengan tegangan referensi dan menghasilkan sinyal kesalahan. Setelah penguatan, sinyal kesalahan ini dikirim ke terminal kontrol rangkaian output untuk menyesuaikan resistor yang dapat disesuaikan atau komponen lain di rangkaian output, sehingga mengubah tegangan output dan mengembalikannya ke nilai yang stabil.
Secara khusus, saat tegangan input meningkat, tegangan output juga meningkat. Pada titik ini, sinyal umpan balik yang dikumpulkan oleh rangkaian umpan balik akan lebih tinggi dari tegangan referensi, dan rangkaian perbandingan akan menghasilkan sinyal kesalahan negatif. Setelah amplifikasi, sinyal kesalahan negatif ini dikirim ke terminal kontrol rangkaian output, yang meningkatkan resistansi yang dapat disesuaikan di rangkaian output dan mengurangi tegangan output. Sebaliknya, ketika tegangan input menurun, tegangan output juga akan menurun. Pada titik ini, sinyal umpan balik yang dikumpulkan oleh rangkaian umpan balik akan lebih rendah dari tegangan referensi, dan rangkaian perbandingan akan menghasilkan sinyal kesalahan positif. Setelah amplifikasi, sinyal kesalahan positif ini dikirim ke terminal kontrol rangkaian output, mengurangi resistansi yang dapat disesuaikan di rangkaian output dan dengan demikian meningkatkan tegangan output.