直放站在下行链路中，由施主天线在基站现有的覆盖区域中拾取信号，通过带通滤波器对带通外的信号进行的隔离，将滤波的信号经功放放大后再次发射到待覆盖区域。在上行链接路径中，覆盖区域内的移动台手机的信号以同样的工作方式由上行放大链路处理后发射到相应基站，从而达到基站与手机的信号传递。
手机信号放大器通过接收室外天线捕获弱信号，经过放大器进行放大，然后再通过室内天线发送到手机，从而增强手机信号强度。简单来说，手机信号放大器就是将室外的弱信号经过放大器处理后变成强信号，然后传输给手机，使手机信号强度得到提升。
信号放大器使用时需要按照一定的规定，将电信号放大到其所需要的信号大小。通常，手机在信号强度相同的前提下，放大信号可以放大到电信号所需的小范围。在电信号为1 M时，手机的信号功率小于5 mW,此时进行放大手机信号可以获得更大的效果。
随着手机信号覆盖范围提高，手机信号放大器已经被越来越多的用户所接受。如：用户需要扩大手机信号来获得更大通信效果时可以选择智能手机信号放大器，它具备一定的语音通话能力、良好的抗干扰能力、以及较高的信噪比和较低的成本等。