伺服电机是利用反馈来实现以工作为变量的系统的闭环控制的电动机。交流感应电机设计用于伺服操作以直角缠绕两相。固定参考绕组由固定电压源激励，而伺服放大器的可变控制电压的控制激励绕组。绕组通常设计成具有相同的电压与匝数比，以便在最大固定相位激励和最大控制相位信号下的功率输入处于平衡状态。任何用于伺服的电机比其他具有类似输出的电机的体积通常要小25％到50％，转子惯量的减小使得响应速度更快。

然而，更经常地，由于速度控制是容易的，所以使用紧凑型有刷直流电动机（其使用固定在电动机框架内部的永磁体，以及旋转的绕线电枢和换向电刷）作为伺服电动机：唯一的变量是施加旋转的电枢。没有现场绕组激励，因此这些电机使用比缠绕直流设计更少的能量，并且比绕线电机具有更好的功率密度。伺服式有刷直流电机还包括更多的绕线到叠片上，以提高扭矩。

三相PMDC电机（无刷电机）也常用于伺服应用。 大多数无刷直流绕组是互相连接在一起的，大多数装置在一个定子端装有三个霍尔传感器。当转子的南极和北极磁极通过时，这些霍尔传感器输出低电平信号和高电平信号 - 允许以下激励顺序和转子位置。

在最基本的形式中，伺服电机的驱动器接收代表所需电机电流的电压指令。伺服电机在惯性（包括伺服电机和负载惯性）阻尼和扭矩常数方面进行建模。负载被认为是刚性耦合的，这样自然的机械共振就安全地超出了伺服控制器的带宽。电机的位置通常是通过与电机轴相连的编码器或旋转变压器来测量的。

一个基本的伺服控制一般包含一个轨迹发生器和一个PID控制器：前者提供位置设定值命令; 后者使用位置误差来输出一个校正转矩命令，有时根据特定电流（转矩常数）对电机转矩的产生进行缩放。

伺服电机的力，转矩，速度和其他因素的能力：与开环系统相比，伺服控制系统具有更少的稳态误差，瞬态响应和对负载参数的敏感度。改善瞬态响应可增加系统带宽，缩短建立时间并提高吞吐量。最小化稳态误差提高了准确性。最后，降低负载灵敏度允许运动系统容忍电压，转矩和负载惯性的波动。

通常情况下，一个配置文件被编程为用于定义时间，位置和速度方面的操作的指令：数字伺服控制器将速度命令信号发送到驱动伺服电机的放大器。借助分解器，编码器或反馈（安装在电机或负载上）的转速计，控制器将实际位置和速度与目标运动曲线进行比较，并修正差异。