伺服系統主要依賴脈沖來定位，當伺服電機接收到脈沖時，它會旋轉脈沖對應的角度來實現位移。由于伺服電機自己具有發出脈沖的功能，伺服電機的每個旋轉角度都會發出相應數量的脈沖，這樣伺服電機接收到的脈沖，系統就知道有幾多脈沖被發送到伺服電機，同時接收到幾多脈沖。這樣可以非常精確地控制電機的旋轉，達到精確定位，可以達到0.001mm。伺服電機內的轉子是永磁體。由驅動器節制的U/V/W三相電流形成電磁場。轉子在這個磁場的作用下旋轉。同時，電機提供的編碼器將信號反饋給驅動器。驅動器將反饋值與目標值進行比較，并調整轉子的旋轉角度。伺服電機的精度取決于編碼器的精度（行數）。

直流伺服電機分為有刷電機和無刷電機。有刷電機具有成本低、布局簡單、起動轉矩大、調速規模寬、易于控制，維護方便（更換碳刷），產生電磁干擾，對環境有要求。因此，它可以用于一般工業和對成本敏感的民用場所。

交換伺服電動機的定子布局與電容分相單相異步電動機的定子布局根本相似。定子裝有兩個地位相差90度的繞組。一個是勵磁繞組RF，它總是連接到交換電壓UF；另一個是節制繞組L，它連接到節制信號電壓UC。所以交換伺服電機又稱為雙伺服電機。

當交換伺服電機沒有控制電壓時，定子中只有勵磁繞組發生的脈動磁場，轉子是靜止的。當有控制電壓時，定子發生旋轉磁場。轉子沿著旋轉磁場的方向旋轉。當負載恒準時，電機的轉速隨節制電壓的大小而變更。當節制電壓的相位相反時，伺服電機將反轉。

交換伺服電動機的工作原理與單相異步電動機的工作原理相似，但前者的轉子電阻遠大于后者。因此，與單相異步電動機比擬，伺服電動機具有起動轉矩大、運行規模寬、無自轉等顯著特點。