涡轮轴发动机作为直升机的动力装置，其构造原理包括进气道、压气机、燃烧室和尾喷管等基本组件，并且通常装备有自由涡轮。
自由涡轮位于发动机后部，燃气在其中产生功，通过传动轴直接驱动直升机的旋翼旋转，实现升空飞行。燃气从涡轮流出后，通过尾喷管喷出，产生一定的推力。但这种推力相对较小，约占总功率的十分之一左右。有时喷速过小，甚至可能不产生推力。涡轮轴发动机的喷口设计灵活，可以向上、向下或向两侧，不同于涡轮喷气发动机必须向后喷射。
涡轮轴发动机与直升机旋翼配合，构成直升机的动力系统。理论上，旋翼直径越大，产生的升力越大。然而，考虑到能量转换过程中的损失，旋翼的直径并非无限增大。一般情况下，通过旋翼的空气流量约为涡轮轴发动机空气流量的500至1000倍。
与常用的活塞发动机相比，涡轮轴发动机的功率重量比显著更高，通常在2.5以上。在功率输出方面，涡轮轴发动机也远超活塞发动机，目前使用的涡轮轴发动机功率可达6000马力甚至10000马力。在经济性上，涡轮轴发动机的耗油率略高于最佳活塞式发动机，但所用航空煤油比汽油便宜，这在一定程度上弥补了耗油率的劣势。
尽管涡轮轴发动机在性能和经济性方面具有优势，但其制造复杂度和成本较高是其不足之处。此外，由于旋翼转速较低，涡轮轴发动机需要更重更大的减速齿轮系统，有时重量甚至达到发动机总重量的一半以上。
在工作和构造上，涡轮轴发动机同涡轮螺桨发动机根相近。它们都是由涡轮风扇发动机的原理演变而来，只不过后者将风扇变成了螺旋桨，而前者将风扇变成了直升机的旋翼。除此之外，涡轮轴发动机也有自己的特点：它一般装有自由涡轮(即不带动压气机，专为输出功率用的涡轮)，而且主要用在直升机和垂直／短距起落飞机上。