伺服系統主要依靠脈沖定位。伺服電機接收脈沖時，旋轉對應脈沖的角度實現位移。由于伺服電機本身具有發送脈沖的功能，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就知道有多少脈沖發送到伺服電機，同時接收到多少脈沖。這樣可以非常精確地控制電機的旋轉，實現精確定位，可以達到0.001毫米。伺服電機中的轉子是永磁體。驅動控制的U/V/W三相電流形成電磁場。轉子在磁場的作用下旋轉。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，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)。

DC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、啟動扭矩大、調速范圍廣、控制方便、維護方便(更換碳刷)、電磁干擾和環境要求等特點。可用于一般工業和對成本敏感的民用場所。

交換伺服電機的定子布局與容分相單相異步電機的定子布局基本相似。定子裝有兩個位置相差90度的繞組。一個是勵磁繞組射頻，它總是連接到交流電壓射頻；另一個是勵磁繞組射頻。另一個是控制繞組L，它連接到控制信號電壓的UC。所以交換伺服電機也叫雙伺服電機。

當交換伺服電機無法控制電壓時，定子中只有勵磁繞組產生的脈動磁場，轉子是靜止的。當有控制電壓時，定子會產生旋轉磁場。轉子沿著旋轉磁場的方向旋轉。當負載恒定時，電機的速度隨著控制電壓的大小而變化。當控制電壓相反時，伺服電機會反轉。

交流伺服電機的工作原理類似于單相異步電機，但前者的轉子電阻遠遠大于后者。因此，與單相異步電機相比，伺服電機具有啟動扭矩大、運行規模大、無旋轉的明顯特點。