电子油门控制系统主要由油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。
位移传感器安装在油门踏板内部，随时监测油门踏板的位置。当监测到油门踏板高度位置有变化，会瞬间将此信息送往ECU，ECU对该信息和其它系统传来的数据信息进行运算处理，计算出一个控制信号，通过线路送到伺服电动机继电器，伺服电动机驱动节气门执行机构，数据总线则是负责系统ECU与其它ECU之间的通讯。
当驾驶员需要加速时踩下油门，踏板位置传感器就将感知的信号通过电缆传递给ECU，ECU经过分析、判断，并发出指令给驱动电机，并由驱动电机控制节气门的开度，以调整可燃混合气的流量，在大负荷时，节气门开口大，进入气缸内的可燃混合气多，如果使用拉线油门只能靠脚踩油门踏板的深浅来控制节气门的开度，很难将节气门的开口角度调到能达到理论空燃比状态，而电子油门能通过ECU将传感器采集的各种数据进行分析、比对，并发出指令让节气门执行机构动作，将节气门调到位置，以实现不同负荷和工况下都能接近于14.7：1的理论空燃比状态，使燃料能充分燃烧。
放大油门信号，提升静态响应
电子油门加速器所谓的“加速”主要是通过提高油门响应灵敏度实现的，会将输入的油门信号放大50%。这也就是说，在任何时候踏板后面33%的油门信号已经没用了，在驾驶者踩下踏板66%的时候加速器输出已经是全油门了，这样就使得油门响应的敏感度提高了50%。但是，电子油门加速器并不像很多人说的那样减少了油门信号的分级，实际上油门信号仍然是无级调整的，只是由以前的1：1调整为1：1.x，x即为信号的放大系数。
提供虚假驾驶风格供ecu调整发动机参数
现代发动机的ecu普遍具有驾驶风格自适应能力，如果驾驶者经常快速深踩油门（俗称拉转速），ecu会逐渐认为驾驶者的风格趋向“激烈”，这样发动机会慢慢调整节气门、喷油系统等以得到这种风格下发动机的调整参数。使用电子油门加速器后，即使按照以前“温和”的驾驶风格进行驾驶，发动机依然会得到“激烈”的驾驶体会，这相当于欺骗了ecu，久而久之，发动机会自动修改其各项参数以适应该风格。