เธรามินทำงานโดยอาศัยวงจรกำเนิดความถี่ไซน์สองชุด แต่ละชุดจะทำงานโดยอาศัยค่าความจุไฟฟ้าของเสาอากาศโลหะแต่ละเสาซึ่งอยู่คนละด้านของเครื่อง, เมื่อมือของผู้เล่นขยับเข้าใกล้เสา ความจุไฟฟ้าก็จะเปลี่ยนแปลง ทำให้ความถี่ที่ได้จากวงจรชุดนั้นๆ เปลี่ยนแปลง

วงจรกำเนิดความถี่หนึ่งจะทำหน้าที่คุมความดัง (โดยนำความถี่ที่ได้ไปเข้าวงจรความถี่ต่ำผ่าน และใช้ระดับสัญญาณที่ได้เป็นระดับความดังเสียง),อีกวงจรจะคุมระดับตัวโน้ต (โดยนำความถี่ที่ได้ไปผสมกับความถี่อ้างอิง และใช้ความถี่บีตที่ออกมาเป็นเสียงตัวโน้ต)

เธรามินในปัจจุบันบางรุ่น นอกจากจะกำเนิดความถี่เสียงในตัวแล้ว ยังสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมมิดิเพื่อสร้างเสียงที่ซับซ้อนขึ้นผ่านชุดสังเคราะห์เสียงภายนอกได้อีกด้วย