冲击电压发生器通常都采用Marx回路，如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动；其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n，总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。
冲击电压发生器动作时的等值电路如图2所示。图中C1为主电容，又称冲击电容，它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线等寄生电容;G 代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压，即U1=nV；U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析，输出电压U2(t)为一双指数函数
τ1>>τ2
参考此分析解，并根据实际经验，冲击电压波形参数可按下式作近似估计：波前时间
半峰值时间
T2≈0.69Rt(C1+C2)
冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关，均需通过实际调试进行调整和确定。
对于电力变压器等带有绕组的电力设备，通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2～5μs截断的波形。
冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器高额定电压为6MV，有的国家个别的高达10MV。
雷电波冲击电流发生器是一种产生模拟雷电流波形的冲击电流发生器。其工作过程是：先由变压器经硅堆向电容器组充电，当充电电压达预定值时，火花间隙被触发，电容经回路总电感和总电阻放电。当电阻大于或等于临界阻尼值时，在回路中产生单向的冲击电流波。当电阻小于临界阻尼值时，则产生振荡冲击电流波。
雷电冲击试验电压， 大部分均是由变压器的保护，决定因素主要由避雷器的保护水平好坏，这些与雷电过电压没有什么关系，如果避雷器放电以后，雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压， 将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化也就是模拟雷电冲击试验波形， 这个可以分为截波和全波两种。
电压等级不相同，而标准电压波形只对雷电冲击试验的电压都有不同的要求，冲击试验的判断结果，结合一些可靠的方法进行鉴定，这样才可以知道是否合格。
