Першими використовувати турбонаддув на двигунах внутрішнього згоряння придумали європейці. Ще до Першої Світової війни швейцарський інженер Альфред Бюхі встановлював газотурбінні нагнітачі на авіаційних двигунах. Застосовувати турбонаддув на серійних автомобілях початку німецька компанія BMW, випустивши в 1973 році модель BMW 2002 turbo. Учувши вигідну технологію по стопах BMW пішли Porshe (911-я 1974 року) і Saab (Saab-99 1978 року). А незабаром – і весь світ.

Як відомо, кількість палива, яке може згоріти в циліндрах двигуна, жорстко пов'язане з обсягом повітря, засмоктуваного мотором всередину. Співвідношення паливо / повітря для ефективної роботи двигуна становить 1:14.7. При установці турбонадува збільшується подача в циліндри, і еквівалентна кількості струснутою повітря збільшується кількість подаваного палива. Це дозволяє спалювати в одиницю часу більшу кількість паливно-повітряної суміші, за рахунок чого й відбувається зростання потужності і крутного моменту.

Турбонагнітачі за своєю конструкцією поділяються на газотурбінні і відцентрові. Проте в даний час перший тип зустрічається значно частіше, ніж другий.

Принцип дії газотурбінного компресора досить простий. На випускний колектор кріпиться корпус турбіни, всередині якої знаходиться турбінне колесо, а з ним соосно кріпиться компресорне колесо. Під дією потоку вихлопних газів турбіна розкручується, момент за допомогою валу на компресорну крильчатку, а та, засмоктуючи повітря через повітряний фільтр, під тиском подає його в камеру згоряння, збільшуючи наповнення циліндрів.

Таким чином, в один і той же обсяг циліндрів ми закачуємо більшу кількість робочої суміші. У звичайному атмосферному двигуні згорає лише 25% від закачаного в циліндр палива з-за нестачі кисню. Покращуючи наповнюваність повітрям, відбувається пропорційне збільшення спалювання бензинової суміші, що призводить до зростання ККД двигуна. Підвищення потужності двигуна пропорційно тиску, який створюється турбіною. Однак у такого типу турбонадува є свої мінуси.

Так як чинні на крильчатку турбіни вихлопні гази розкручують її до 150 – 200 тисяч обертів на хвилину дуже сильно розігріваються підшипники, на яких вона встановлена. Вони вимагають рясною і якісної мастила і до того ж масло їх охолоджує. Тому, після використання двигуна на підвищених обертах перед тим, як його заглушити, слід дати йому попрацювати на холостих обертах пару хвилин, щоб масло охолодило підшипники.

Одним з найважливіших мінусів газотурбінних нагнітачів є те, що ефективно працювати вони починають десь з 3000 оборотів в хвилину. Це явище називається турбоями. Наприклад, якщо потрібно різко прискоритися з 1500 оборотів в хвилину. При натисканні на педаль газу підхоплення практично не відбувається, але як тільки обороти досягають 3000 – відбувається різкий підхоплення. Це відбувається через те, що газотурбінний нагнітач не здатний розвивати надлишковий тиск на знижених обертах двигуна.

При використанні турбонадува двигун відчуває підвищені навантаження. Тому на турбірованіє двигунах часто застосовується поршнева група з міцніших сплавів, що дозволяє витримувати підвищені навантаження.

Оскільки турбіна під час роботи сильно розігрівається, вона розігріває і нагнітається повітря. Однак відомо, що холодне повітря має більшу щільність, значить в одиницю часу холодного повітря можна закачати в двигун більше, ніж гарячого. Саме для охолодження повітря, що нагнітається турбіною повітря і служить інтеркулер. Він представляє з себе повітро-повітряний радіатор і встановлюється на шляху від турбіни до впускного колектора. У інтеркулер, під дією набігаючого під час руху повітря, що йде з турбіни повітря охолоджується з 70-90 градусів Цельсія практично до температури навколишнього середовища.

Також мінусом газотурбінного нагнітача є слабка пристосованість до установки на карбюраторні двигуни. При виникненні надлишкового тиску повітря паливно-повітряна суміш збіднюється через недостатню кількість палива. У інжекторних системах цієї проблеми немає, тому що система харчування, помітивши надлишок повітря, закачує додаткову кількість палива.

Механічний відцентровий наддування. Його особливість полягає в тому, що крильчатка розкручується не від вихлопних газів, а від колінчастого вала двигуна за допомогою ремінної передачі. Така конструкція порівняно проста, надійна, отже – дешева. Першим використовувати такий тип надува на серійних машинах початку компанія Volkswagen в 1985 році. Так званий G-подібний нагнітач використовувався на моделі Polo (двигун G40, 1.3 літра 113 к.с.). Пізніше подібний нагнітач ставили на моделі Passat і Corrado (G60). Нагнітач такого типу давав приріст ККД двигуна приблизно в 65% і створював надлишковий тиск вже з низьких оборотів, що дозволяло забути про явище турбоями.

Кожен з цих типів наддуву застосовується сьогодні на серійних автомобілях. Ось деякі з них: