Podstacja trakcyjna to zwykle wolnostojący budynek, wyposażony w urządzenia odpowiadające za przetwarzanie i rozdział energii elektrycznej oraz pełniące funkcje pomiarowe i zabezpieczające. Przetwarzanie polega na przekształceniu prądu przemiennego o napięciu 15 kV (dostarczanego przez sieć energetyki zawodowej) na prąd stały o napięciu 600V. Obniżenie napięcia odbywa się z wykorzystaniem transformatorów, natomiast prostowanie prądu za pomocą prostowników (przekształtników).

Do podstacji trakcyjnej doprowadzone są dwie linie zasilania z sieci energetycznej - główna oraz rezerwowa. Podstawowo podstacja jest zasilana z głównej linii zasilania, w przypadku jej awarii możliwe jest przełączenie zasilania na linię rezerwową. Linie zasilające wprowadzone są poprzez wyłączniki mocy do rozdzielnicy średniego napięcia (RSN), do szyn zbiorczych. Z szyn zbiorczych rozdzielnicy prąd trójfazowy przepływa do pierwotnych uzwojeń transformatorów. Transformatory obniżają napięcie w taki sposób, by po jego wyprostowaniu wynosiło 660 V. Transformatory są zwykle umieszczone w oddzielnych komorach dostępnych tylko z zewnątrz i odpowiednio wentylowane. Z uzwojeń wtórnych transformatora prąd o obniżonym napięciu płynie do prostownika, w którym jest przekształcany w prąd stały. Z bieguna dodatniego prostownika prąd przepływa kablem do rozdzielnicy prądu stałego (RPS), do szyn zbiorczych (szyna dodatnia), skąd poprzez wyłączniki szybkie, zasilacze i kable zasilające - do sieci trakcyjnej. Prąd powrotny trafia przez szafę kabli powrotnych (SKP) do bieguna ujemnego prostownika.
Podstacja posiada zabezpieczenia, odłączające dopływ prądu do sieci w przypadku awarii sieci (np. zerwanie sieci zasiającej lub uszkodzenie izolatora) lub na skutek przeciążeń (zbyt duży pobór prądu przez tramwaje). Rozłączanie i załączanie zasilania jest dokonywane za pomocą wyłączników szybkich. Podstacje dodatkowo posiadają układ zasilania potrzeb własnych, zapewniający energię elektryczną do sterowania pracą podstacji, oświetlenia i wentylacji. Zasilanie układu odbywa się poprzez transformatory potrzeb własnych z napęciem wyjściowym 400 V / 230 V lub bezpośrednio z sieci miejskiej. W podstacjach stosowane są transformatory suche wykonane w izolacji żywicznej z uzwojeniami miedzianymi, do prostowania prądu stosowane są 12-pulsowe prostowniki diodowe (przekształtniki, pracujące w układzie podwójnego mostka 3-fazowego).
Sieć trakcyjna składa się z sieci jezdnej (napowietrznej) oraz sieci powrotnej (szyny toru tramwajowego). Obwód prądu zostaje zamknięty poprzez wagon tramwajowy. Prąd płynie dalej po szynach i za pomocą kabla powrotnego dopływa do szyny ujemnej w podstacji.

Aktualnie w Warszawie pracują 44 podstacje trakcyjne, kolejne 5 jest w budowie (jedna w powstającej zajezdni Annopol, pozostałe cztery - Zajączkowska A, Zajączkowska B, Idzikowskiego, Wilanowska - na budowanej trasie na Wilanów). Wszystkie podstacje są sterowane zdalnie z Centralnej Dyspozytorni, znajdującej się przy ul. Filtrowej 3, mogą być również sterowane automatycznie oraz ręcznie przez obsługę na miejscu.
Ciekawostką jest powstająca podstacja Zajączkowska - będzie to pierwsza w Warszawie podstacja podziemna (wszystkie pozostałe są zlokalizowane w dedykowanych budynkach), zarazem - pierwsza podwójna (w jednej budowli znajdą się dwa niezależnie od siebie pracujące zespoły transformatorów i prostowników wraz z układami sterowniczymi).
Każda podstacja ma zasilanie podstawowe i rezerwowe (kable 15 kV w gestii operatora sieci dystrybucyjnej), niektóre są dodatkowo łączone ze sobą kablami rezerwowymi 15 kV zarządzanymi przez Tramwaje Warszawskie. Umożliwia to utrzymanie zasilania w przypadku punktowych awarii po stronie operatora sieci dystrybucyjnej, było wykorzystane także jako zasilanie tymczasowe podczas jednego z etapów budowy trasy tramwajowej na Nowodwory (do czasu wybudowania przez OSD z kilkumiesięcznym opóźnieniem przyłącza do podstacji Nowodwory).