Van de Graaffov generator uporablja triboelektričnost – ustvarjanje električnega naboja skozi dva različna materiala, ki se drgneta skupaj, kar pogosto imenujemo statična elektrika – za ustvarjanje velike potencialne razlike, ki lahko povzroči visokonapetostno razelektritev. Stroj je razvil dr. Robert J. Van de Graaff v zgodnjih tridesetih letih prejšnjega stoletja, čeprav je bilo pred njim številne naprave, ki so delovale na podobnih principih. “Motor” za generator Van de Graaff uporablja dva valja iz različnih materialov – običajno kovine in plastike – povezana s pasom iz gume ali drugega izolacijskega materiala, obešena navpično med njimi in gnana z motorjem. Kovinski glavnik, ozemljen na zemljo, je nameščen tako, da so zobje obrnjeni proti spodnjemu valju. Na vrhu generatorja je podobno nameščen še en kovinski glavnik, z zobci blizu zgornjega valja in povezan s kovinsko kupolo.
Če je zgornji valj kovinski in spodnji valj iz plastike, bo drgnjenje pasu ob plastični valj povzročilo, da se elektroni odstranijo iz plastike na jermen, tako da se na traku nabere negativni naboj, medtem ko je valj opuščen. pozitiven naboj. Elektroni iz spodnjega glavnika se pritegnejo v pozitivno nabiti valj in nekateri bodo skočili proti njemu, vendar jim prepreči, da bi dosegli izolacijski pas, ki nato pridobi še večji negativni naboj. Na vrhu naprave se elektroni v glavniku odmaknejo od negativno nabitega pasu in na kovinsko kupolo, da bi jih nadomestili elektroni iz pasu. Tako pride do neprekinjenega prenosa elektronov iz spodnjega valja – preko pasu in zgornjega glavnika – na kovinsko kupolo, ki pridobi velik negativni naboj. Če se položaji valjev obrnejo, kupola pridobi pozitiven naboj.
Kupolasta oblika vrha Van de Graaffovega generatorja je idealna za doseganje enakomerne porazdelitve naboja in maksimiranje potenciala. Ostri robovi, konice ali nepravilnosti lahko povzročijo, da naboj uhaja v zrak. Zato se uporabljajo kovinski glavniki – zobje omogočajo, da elektroni zlahka potujejo do ali iz glavnika, da se doseže veliko kopičenje naboja na kupoli. Prototipni generator je namesto kupole uporabljal pločevinko, vendar je bilo to kmalu izboljšano.
Van de Graaffovi generatorji se običajno nahajajo v šolskih in univerzitetnih fizikalnih laboratorijih: ti lahko ustvarijo potencialne razlike več kot 100,000 voltov. Priljubljena demonstracija vključuje povzročitev, da se študentom prostovoljcem pokončajo lasje, ko se dotaknejo kupole; lasje pridobijo enak naboj in se odbijajo. Ta vrsta generatorja lahko ustvari tudi precej velike iskre, ko elektroni skočijo na bližnji predmet. Če s prstom pokažete blizu kupole, lahko med kupolo in prstom skočite do nekaj centimetrov dolge iskre, kar povzroči blagi električni udar. Čeprav lahko te naprave ustvarijo zelo velike napetosti, je tok premajhen, da bi predstavljal kakršno koli tveganje.
Možno je zgraditi generatorje, ki proizvajajo veliko večje napetosti. Velik generator Van de Graaffa lahko proizvede potencialno razliko milijonov voltov. Največji demonstracijski generator, ki so ga kdaj zgradili, je visok 40 čevljev (12.19 m) in lahko ustvari potencialne razlike 5 milijonov voltov ali več, kar ustvarja iskre, podobne streli, ki so dolge več čevljev.
Tudi Van de Graaffovi generatorji imajo resne aplikacije. Včasih se uporabljajo za ustvarjanje velikih napetosti, potrebnih za pospeševalnike delcev, ki se uporabljajo za raziskovanje temeljnih sil narave. En generator Van de Graaffa, ki ga v ta namen vodi Avstralska nacionalna univerza, ustvari potencialno razliko 15 milijonov voltov.