Diese Mikrofone arbeiten nach dem Prinzip der Kondensatormikrofone. Eine hauchdünne mit Gold bedampfte Membran wird als Elektrode vor einer massiven Metallscheibe angebracht diese ist die Gegenelektrode. Das ist der sog. Kondensator. Treffen die Schallwellen der aufzuzeichnenden Quelle nun auf diese hauchdünne Goldmembran bewegt diese sich im Rhythmus des Schalls. Dadurch erfährt der Kondensator eine kontinuierliche Kapazitätsveränderung. Um daraus ein verwendbares Signal zu erhalten, muss die Kapazitätsänderung des Kondensators durch eine elektronische Schaltung im Inneren des Mikrofons in eine Wechselspannung transformiert werden. Diese entspricht exakt der Struktur des ursprünglichen Signals. Da das so gewonnene Signal sehr schwach, ist ist in den Mikrofonen ein Verstärker untergebracht, der durch die Phantomspannung von 48 Volt versorgt wird und das Signal auf einen verwendbaren Pegel verstärkt. Als Großmembranmikrofon bezeichnet man Mikrofone mit Membrandurchmessern von größer oder gleich 1 Zoll (= 2,54 cm).
Die Baugröße wird oft mit Qualität assoziiert.Tatsächlich aber haben Großmembranmikrofone einen eigenen Klangcharakter. Die größere Kapsel weist für hohe Frequenzen einen richtungsabhängigen Amplitudenfrequenzgang auf, da Interferenzen verstärkt vorkommen. Die Bauform von Großmembranmikrofonen stellt im Schallfeld einen großen Störkörper da. Das beeinflusst die Schallsituation in der unmittelbaren Umgebung. Der Effekt lässt sich durch ein großvolumiges Gehäuse noch verstärken. So entsteht eine deutliche, für das jeweilige Modell oftmals typische Klangfärbung.