電荷泵常見的應(yīng)用是RS-232信號(hào)轉(zhuǎn)換IC，可以從單一的5V或3V電源供應(yīng)器產(chǎn)生正負(fù)電壓（多半是+10V及-10V）。
電荷泵也可以用在LCD或是白光LED的驅(qū)動(dòng)電路，從單一電源（例如電池）產(chǎn)生高偏壓的電壓。
電荷泵廣泛應(yīng)用在NMOS的內(nèi)存及微處理器中，用來產(chǎn)生連接到IC基層（Substrate）的負(fù)電壓VBB（約-3V）。這可以確保N+至基層的結(jié)點(diǎn)（junction）都有3V甚至更高的逆向偏壓，可以降低結(jié)點(diǎn)電容，并且提升電路的速度。
到2007年為止，幾乎所有的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器（flash memory）都已整合了電荷泵電路。這類的芯片在記憶單元寫入新的值前，需要用高電壓的脈沖先清除該區(qū)塊已有的資料。早期的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器需要二種電源：用來讀取資料的+5V以及用來清除資料的+12V。截至2007年，市面上可購(gòu)得的EEPROM及快閃存儲(chǔ)器都只需要一組電源，多半是1.8V或3.3V。而清除記憶區(qū)塊需要的高電壓則由芯片中的電荷泵自行產(chǎn)生。
在由n通道的功率MOSFET或絕緣柵雙極晶體管（IGBT）組成的H橋電路中，電荷泵也用在H橋high side功率元件的柵極驅(qū)動(dòng)器上。當(dāng)H橋其中一只中心點(diǎn)為低電壓時(shí)，會(huì)經(jīng)由二極管向電容器充電，之后充電的電荷會(huì)來讓high side的柵極比電源電壓高一些，好讓功率元件導(dǎo)通。假設(shè)H橋正常切換的情形下，上述的作法可以正常工作，免去了另一個(gè)獨(dú)立的電源供應(yīng)器，也讓開關(guān)可以使用效率更好的n通道元件。這種電路（需要周期切換high side功率元件）也稱為bootstrap電路，有時(shí)也和電荷泵電路會(huì)有些差異。
電荷泵（charge pump）是一種直流-直流轉(zhuǎn)換器，利用電容器為儲(chǔ)能元件，多半用來產(chǎn)生比輸入電壓大的輸出電壓，或是產(chǎn)生負(fù)的輸出電壓。電荷泵電路的電效率很高，約為90-95%，而電路也相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單。
電荷泵利用一些開關(guān)元件來控制連接到電容器的電壓。例如，可以配合二階段的循環(huán)，用較低的輸入電壓產(chǎn)生較高的脈沖電壓輸出。在循環(huán)的第一階段，電容器連接到電源端，因此充電到和電源相同的電壓，在第一階段會(huì)調(diào)整電路組態(tài)，使電容和電源電壓串聯(lián)。若不考慮漏電流的效應(yīng)，也假設(shè)沒有負(fù)載，其輸出電壓會(huì)是輸入電壓的兩倍（原始的電源電壓加上電容器兩端的電壓）。較高輸出電壓的脈沖特性可以用輸出的濾波電容器來濾波。
電荷泵的電容CP先由電源充電，之后電容CP和電源串聯(lián)，和輸出電容CO充電，因此CO最后會(huì)充到電源的二倍。可能需要幾個(gè)周期才能將CO充飽，但若到達(dá)穩(wěn)態(tài)，CP只需要提供很少的電荷，相當(dāng)于CO提供給負(fù)載需要的電荷。當(dāng)CO切離電容CP時(shí)，CO會(huì)對(duì)負(fù)壓放電，因此輸出電壓會(huì)有漣波，若時(shí)脈較快，充電時(shí)間較短，漣波也會(huì)變小，也比較容易濾除。而且對(duì)應(yīng)相同的鏈波規(guī)格，可以選用較小的電容器。
會(huì)有其他的電路來控制開關(guān)的定期切換，一般切換頻率會(huì)是數(shù)十kHz到數(shù)MHz，切換頻率高可以減少所需的電容器，讓較短時(shí)間內(nèi)需要儲(chǔ)存的電荷也比較小。電荷泵中用的電容器一般會(huì)稱為飛電容（flying capacitor）。
另一種思考的方式是將電荷泵視為是多倍壓器及直流-交流轉(zhuǎn)換器（開關(guān)）的組合。
電荷泵的輸出電壓會(huì)和負(fù)載有關(guān)，若負(fù)載越大，其平均電壓也會(huì)越低。
電荷泵依控制方式及電路架構(gòu)的不同，可以進(jìn)行倍壓、三倍壓、電壓反相、電壓乘以一分?jǐn)?shù)（例如×3/2， ×4/3， ×2/3等），也可以在不同模式中快速切換，產(chǎn)生任意大小的電壓。
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