O armazenamento de energia do volante funciona acelerando um rotor (volante) a uma velocidade muito alta e mantendo a energia no sistema como energia de rotação.A velocidade de rotação do volante é reduzida em consequência do princípio da conservação da energiaA adição de energia ao sistema resulta correspondentemente num aumento da velocidade do volante.
A maioria dos sistemas FES usa eletricidade para acelerar e desacelerar o volante, mas dispositivos que usam diretamente energia mecânica estão sendo desenvolvidos.
Os sistemas FES avançados têm rotores feitos de compósitos de fibra de carbono de alta resistência, suspensos por rolamentos magnéticos e girando a velocidades de 20.000 a mais de 50.000 rpm em uma câmara de vácuo.Estes volantes podem acelerar-se em questão de minutos, atingindo a sua capacidade energética muito mais rapidamente do que algumas outras formas de armazenamento..