Marx沖擊電壓發生器由多級電容單元組成，每級電容通過充電電阻并聯連接至直流高壓電源。充電階段，各級電容被充至相同的充電電壓；當首級火花間隙被觸發擊穿后，過程呈雪崩式逐級向上傳播，所有電容瞬間轉為串聯連接，輸出端電壓理論上為級數N與單級充電電壓V?的乘積。

其輸出的高壓脈沖持續時間極短，上升時間可達納秒至微秒級，前沿陡峭，能夠較好地模擬自然界雷電沖擊波的物理特征。通過調節波頭電阻和波尾電阻的阻值，可對輸出波形進行調整，幅值由充電電壓調節，極性可通過倒換硅堆兩極來改變。

Marx沖擊電壓發生器的主要優點

電路結構相對簡潔

相較于特斯拉線圈等高壓方案，Marx發生器的原理圖和物料清單都更為簡單，不需要繞組，也不需要大量高壓元件，降低了組件采購與布局的難度。相關學術文獻指出，Marx發生器具有"結構簡單、性能可靠、調節方便、易于檢修"等諸多優點。

電壓倍增能力強

通過多級級聯，該裝置可把較低的直流電源電壓逐級疊加，理論輸出電壓為級數乘以單級充電電壓。正如相關技術資料指出的——"你想產生多高的電壓，取決于你的預算"。在實踐層面，該結構已被大量應用于輸出電壓等級百kV至MV量級的中小型電磁脈沖模擬裝置。

脈沖特性優良

輸出脈沖具備前沿陡峭、幅值高的特點，適合用于絕緣沖擊耐壓試驗等需要快速上升沿的高壓試驗場景，能夠模仿雷電及操作過電壓等過程。

應用場景廣泛

除電力設備絕緣試驗外，Marx發生器還被用于高能物理實驗、電磁脈沖（EMP）模擬、閃光照X射線、脈沖功率技術以及航空設備的雷電效應模擬等領域。

固態化發展趨勢

現代固態Marx發生器采用全控型半導體器件（如MOSFET和IGBT），集電力電子、高電壓以及脈沖功率技術于一體，是一種無變壓器的升壓技術。其在系統效率、使用壽命以及穩定性等方面具有獨特的技術優勢，且頻率、脈寬和幅值在較大范圍內無級可調。