Турбина компрессора может быть как осевой, так и центростремительной, а силовая турбина — осевой. Осевая турбина состоит из неподвижного ряда лопаток соплового аппарата и рабочего колеса, на диске которого закреплены рабочие лопатки. Межлопаточные каналы соплового аппарата и рабочего колеса сужающиеся, криволинейные. В сужающихся каналах соплового аппарата происходит расширение газа, причем скорость его возрастает, а давление и температура уменьшаются. Одновременно в сопловом аппарате изменяется направление газового потока таким образом, чтобы на расчетном режиме обеспечить безударный вход газа в межлопаточные каналы рабочего колеса. При обтекании рабочих лопаток потоком газа, получившим ускорение в сопловом аппарате, при дальнейшем расширении газа в сужающихся каналах рабочего колеса появляются силы, действующие на лопатки колеса и создающие крутящий момент.

Почти во всех современных АГТД силовая турбина выполняется с регулируемым сопловым аппаратом (РСА), т. е. с поворотными лопатками соплового аппарата. С помощью РСА возможно торможение автомобиля двигателем, улучшение экономичности на режиме частичных нагрузок и повышение приемистости двигателя. Для торможения автомобиля двигателем лопатки РСА поворачиваются таким образом, чтобы направить газ навстречу вращающимся лопаткам рабочего колеса и тем самым затормозить его вращение. Улучшение экономичности АГТД на режиме частичных нагрузок достигается прикрытием РСА, т. е. уменьшением проходного сечения соплового аппарата, что повышает температуру газа и, как следствие, экономичность двигателя.

При резком увеличении частоты вращения коленчатого вала РСА раскрывается — лопатки его ставятся в положение, при котором площадь проходного сечения увеличивается. Это понижает давление газа за турбиной привода компрессора и способствует «разгону» турбокомпрессора. В конце «разгона» турбокомпрессора лопатки РСА возвращаются в исходное положение.

Одним из эффективных путей повышения экономичности ГТД является применение теплообменника ( 19, в котором выходящие из силовой турбины газы подогревают воздух, поступающий из компрессора. Вследствие предварительного подогрева воздуха в теплообменнике максимальная температура газа достигается при меньшем количестве топлива, сжигаемого в камере. Экономичность АГТД с теплообменником приближается к экономичности дизелей.