三相电源是从电动机的发展中演变而来的。1885 年，伽利略·法拉利斯 （Galileo Ferraris） 研究了旋转磁场时试验了不同类型的异步电动机，发明了交流发电机。1887年10月12日，尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）发明的三相电动机获得了专利。特斯拉设想他的三相电机通过六根电线供电[7] 。
米哈伊尔·多利沃-多布罗沃尔斯基（Михаи́л О́сипович Доли́во-Доброво́льский） 于1888 年发展了三相发电机和三相电动机，研究了星形和三角形连接。他的三相三线输电系统于1891 年在德国的国际电工展览会上展出。1891 年，他还开发了一种三相变压器和短路（鼠笼式）感应电动机[8] 。他于 1891 年设计了世界上第一座三相水力发电厂。
1890年，乔纳斯·温斯特伦（Jonas Wenstrom）在Grangesberg矿区验证了从远处瀑布使用三相电力输电的可能性，这是三相交流电的第一个商业应用[9] 。
我国发电厂和电力网生产、输送和分配的交流电都是三相交流电。这是因为三相交流电具有许多优点。在发电设备方面，三相交流发电机比同样体积的单相交流发电机输出功率大；在输电方面，三相供电制也较单相供电制节省材料；从用电方面，生产中广泛使用的三相交流电动机与直流电动机及其他类型的交流电动机相比，有性能优良、结构简单、价格低廉等优点[1] 。
以下是一个理想的三相交流电电动势的数学表达式：
其中，Em是电动势最大值[1] 。
交流发电机的原理是：在发电机内部有一个由发动机带动的转子(旋转磁场)。磁场外有一个定子绕组[6] ，绕组有3组线圈(三相绕组)，三相绕组彼此相隔120°角。当转子旋转时，旋转磁场使固定的定子绕组切割磁力线（或者说使电动势绕组中通过的磁通量发生变化）从而产生感应电动势。线圈所能产生的电动势的大小，和线圈通量的强弱、磁极的旋转速度成正比[2] 。
把3组线圈以间隔120°角进行配置，就可以得到互差120°的相同电压、相同频率的三相交流电[2] 。
把三个大小相等、频率相同、初相位相差120°的交流电合在一起就组成一个三相交流电。实际的三相交流电是由三相发电机产生的，在发电机中有三个相同的绕组按空间相差120°均匀分布。这样，发电机旋转就可以产生满足上述条件的三个单相交流电，由于初相位相差120°，在各条导线中流过的电流存在一个时间差，这样就不需要六条导线供电，而只需在发电机内部把三个绕组按一定方式联接起来，用三条或四条导线供电。发电机每个绕组发出的一个交流电叫做三相交流电中的一相，就是常用的单相交流电[3] 。