Van de Graaffov generator koristi triboelektričnost – stvaranje električnog naboja kroz dva različita materijala koji se trljaju zajedno, što se često naziva statički elektricitet – za stvaranje velike razlike potencijala koja može proizvesti visokonaponsko pražnjenje. Stroj je razvio dr. Robert J. Van de Graaff početkom 1930-ih, iako su mu prethodili brojni uređaji koji su radili na sličnim principima. “Motor” za Van de Graaffov generator koristi dva valjka izrađena od različitih materijala – obično metala i plastike – povezana remenom od gume ili drugog izolacijskog materijala, okomito ovješenih između njih i pokretanih motorom. Metalni češalj, uzemljen na zemlju, postavljen je sa zupcima okrenutim prema donjem valjku. Na vrhu generatora slično je postavljen još jedan metalni češalj, sa zupcima blizu gornjeg valjka i spojen na metalnu kupolu.
Ako je gornji valjak metalni, a donji plastični, trljanje remena o plastični valjak će uzrokovati skidanje elektrona s plastike na remen, tako da se negativni naboj nakuplja na remenu dok valjak ostane s pozitivan naboj. Elektroni iz donjeg češlja privlače se pozitivno nabijenim valjkom i neki će skočiti prema njemu, ali ih izolacijski pojas sprječava da dođu do njega, koji tada dobiva još veći negativni naboj. Na vrhu uređaja, elektroni u češlju odmiču se od negativno nabijenog pojasa na metalnu kupolu, kako bi ih zamijenili elektroni iz pojasa. Dakle, dolazi do kontinuiranog prijenosa elektrona s donjeg valjka — preko remena i gornjeg češlja — do metalne kupole, koja dobiva veliki negativni naboj. Ako se položaji valjaka obrnu, kupola dobiva pozitivan naboj.
Oblik kupole na vrhu Van de Graaffovog generatora idealan je za postizanje ravnomjerne raspodjele naboja i maksimiziranje potencijala. Oštri rubovi, točke ili nepravilnosti mogu uzrokovati istjecanje punjenja u zrak. Zbog toga se koriste metalni češljevi – zupci omogućuju da elektroni lako putuju do ili iz češlja kako bi se postiglo veliko nakupljanje naboja na kupoli. Generator prototipa koristio je limenu limenku umjesto kupole, ali je to ubrzo poboljšano.
Van de Graaffovi generatori se obično nalaze u školskim i fakultetskim laboratorijima fizike: oni mogu generirati potencijalne razlike od preko 100,000 volti. Popularna demonstracija uključuje dizanje kose studentima volonterima kada dotaknu kupolu; vlasi dobivaju isti naboj i odbijaju se. Ovaj tip generatora također može generirati prilično značajne iskre dok elektroni skaču do obližnjeg objekta. Upirući prst u blizinu kupole, iskra dužine do nekoliko inča može skočiti između kupole i prsta, što rezultira blagim električnim udarom. Iako ovi uređaji mogu generirati vrlo velike napone, struja je premala da bi predstavljala bilo kakav rizik.
Moguće je izgraditi generatore koji proizvode mnogo veće napone. Veliki Van de Graaffov generator može proizvesti potencijalnu razliku od milijuna volti. Najveći demonstracijski generator ikad izgrađen visok je 40 stopa (12.19 m) i može generirati potencijalne razlike od 5 milijuna volti ili više, stvarajući iskre koje nalikuju munjama dugačke nekoliko stopa.
Van de Graaff generatori također imaju ozbiljne primjene. Ponekad se koriste za generiranje ogromnih napona potrebnih za akceleratore čestica koji se koriste za istraživanje temeljnih sila prirode. Jedan Van de Graaffov generator koji vodi Australsko nacionalno sveučilište u tu svrhu proizvodi potencijalnu razliku od 15 milijuna volti.