伺服電機是利用反饋來實現以工作為變量的系統的閉環控制的電動機。交流感應電機設計用于伺服操作以直角纏繞兩相。固定參考繞組由固定電壓源激勵，而伺服放大器的可變控制電壓的控制激勵繞組。繞組通常設計成具有相同的電壓與匝數比，以便在最大固定相位激勵和最大控制相位信號下的功率輸入處于平衡狀態。任何用于伺服的電機比其他具有類似輸出的電機的體積通常要小25％到50％，轉子慣量的減小使得響應速度更快。

然而，更經常地，由于速度控制是容易的，所以使用緊湊型有刷直流電動機（其使用固定在電動機框架內部的永磁體，以及旋轉的繞線電樞和換向電刷）作為伺服電動機：唯一的變量是施加旋轉的電樞。沒有現場繞組激勵，因此這些電機使用比纏繞直流設計更少的能量，并且比繞線電機具有更好的功率密度。伺服式有刷直流電機還包括更多的繞線到疊片上，以提高扭矩。

三相PMDC電機（無刷電機）也常用于伺服應用。 大多數無刷直流繞組是互相連接在一起的，大多數裝置在一個定子端裝有三個霍爾傳感器。當轉子的南極和北極磁極通過時，這些霍爾傳感器輸出低電平信號和高電平信號 - 允許以下激勵順序和轉子位置。

在最基本的形式中，伺服電機的驅動器接收代表所需電機電流的電壓指令。伺服電機在慣性（包括伺服電機和負載慣性）阻尼和扭矩常數方面進行建模。負載被認為是剛性耦合的，這樣自然的機械共振就安全地超出了伺服控制器的帶寬。電機的位置通常是通過與電機軸相連的編碼器或旋轉變壓器來測量的。

一個基本的伺服控制一般包含一個軌跡發生器和一個PID控制器：前者提供位置設定值命令; 后者使用位置誤差來輸出一個校正轉矩命令，有時根據特定電流（轉矩常數）對電機轉矩的產生進行縮放。

伺服電機的力，轉矩，速度和其他因素的能力：與開環系統相比，伺服控制系統具有更少的穩態誤差，瞬態響應和對負載參數的敏感度。改善瞬態響應可增加系統帶寬，縮短建立時間并提高吞吐量。最小化穩態誤差提高了準確性。最后，降低負載靈敏度允許運動系統容忍電壓，轉矩和負載慣性的波動。

通常情況下，一個配置文件被編程為用于定義時間，位置和速度方面的操作的指令：數字伺服控制器將速度命令信號發送到驅動伺服電機的放大器。借助分解器，編碼器或反饋（安裝在電機或負載上）的轉速計，控制器將實際位置和速度與目標運動曲線進行比較，并修正差異。