Zasada działania mikrofonu odnosi się do podstawowego mechanizmu, dzięki któremu mikrofon przekształca fale dźwiękowe w sygnał elektryczny. Proces ten obejmuje wykrywanie zmian ciśnienia akustycznego i przekształcanie tych zmian w odpowiednie sygnały elektryczne, które można wzmocnić, zarejestrować lub przesłać. Mikrofony działają w oparciu o różne zasady, takie jak indukcja elektromagnetyczna, zmiana pojemności czy efekt piezoelektryczny, w zależności od ich rodzaju i konstrukcji.
Koncepcja mikrofonu opiera się na jego funkcji jako przetwornika, czyli urządzenia przekształcającego jedną formę energii w drugą. W przypadku mikrofonu przekształca on energię akustyczną (fale dźwiękowe) w energię elektryczną. Ta transformacja umożliwia przechwytywanie, przetwarzanie i odtwarzanie dźwięku przez systemy elektroniczne. Mikrofony są używane w różnych zastosowaniach, w tym w telekomunikacji, nadawaniu, nagrywaniu dźwięku i wzmacnianiu dźwięku na żywo.
Mikrofon działa na zasadzie wychwytywania fal dźwiękowych za pomocą membrany – cienkiej membrany, która wibruje w odpowiedzi na ciśnienie akustyczne. Wibracje te powodują zmiany w elemencie elektrycznym, takim jak cewka drutu w mikrofonie dynamicznym lub pojemność między dwiema płytkami w mikrofonie pojemnościowym. Zmiany te są następnie przekształcane w sygnał elektryczny odzwierciedlający pierwotną falę dźwiękową. Sygnał ten można wzmacniać, nagrywać lub przesyłać do różnych zastosowań audio.
Zasada ciśnienia mikrofonu, znana również jako zasada gradientu ciśnienia, polega na wykrywaniu zmian ciśnienia akustycznego w jednym punkcie. W mikrofonie ciśnieniowym membrana reaguje na zmiany ciśnienia powietrza wywołane falami dźwiękowymi. Te zmiany ciśnienia powodują ruch membrany, generując sygnał elektryczny odpowiadający amplitudzie i częstotliwości fali dźwiękowej. Zasada ta jest powszechnie stosowana w mikrofonach dookólnych, które wychwytują dźwięk jednakowo ze wszystkich kierunków.
Zasada działania elektrostatycznego mikrofonu jest wykorzystywana w mikrofonach pojemnościowych, w których membrana i tylna płyta tworzą kondensator. Kiedy fala dźwiękowa uderza w membranę, porusza się ona, powodując zmianę odległości pomiędzy membraną a płytą tylną. Ta zmiana odległości zmienia pojemność, tworząc sygnał elektryczny proporcjonalny do fali dźwiękowej. Aby utrzymać ładunek kondensatora, przykładane jest napięcie, a powstały sygnał jest przetwarzany w celu odtworzenia oryginalnego dźwięku. Zasada ta pozwala na przechwytywanie dźwięku o wysokiej jakości i jest preferowana w środowiskach nagrań studyjnych.