直流测速发电机有永磁式和电磁式两种。其结构与直流发电机相近。永磁式采用高性能永久磁钢励磁，受温度变化的影响较小,输出变化小，斜率高,线性误差小。这种电机在80年代因新型永磁材料的出现而发展较快。电磁式采用他励式，不仅复杂且因励磁受电源、环境等因素的影响，输出电压变化较大，用得不多。
用永磁材料制成的直流测速发电机还分有限转角测速发电机和直线测速发电机。它们分别用于测量旋转或直线运动速度，其性能要求与直流测速发电机相近，但结构有些差别。
直流测速发电机 采用直流电机结构的测速发电机，其输出直流电压的大小正比于转速，极性与转向有关。直流测速发电机按励磁方式可分为电磁式和永磁式。按电枢结构不同可分为有槽电枢、无槽电枢、空心电枢和圆盘式印制绕组电枢。电磁式采用他励式，不仅复杂而且输出电压变化较大，用得不多。永磁式的定子用高性能永久磁钢构成，输出电压变化小，受温度变化的影响小，线性误差小，输出斜率(在规定条件下，单位转速产生的输出电压)高。永磁式测速发电机在20世纪80年代因新型永磁材料的出现而发展较快。永磁式有槽电枢的直流测速发电机应用较多。永磁式低速直流测速发电机的工作转速可低达每分钟十转或数百转以下，或有较高的输出斜率。无刷直流测速发电机是没有电刷和换向器结构， 由电机和电子电路结合的测速发电机。
直流测速发电机的工作原理与直流发电机相同。在恒定磁场下，旋转的电枢导体切割磁通，就会在电刷间产生感应电动势。空载时，电机的输出电压与转速成正比。负载时，由于负载电阻、电枢电阻和电刷接触电阻引起的电压降，温度变化、磁极和电枢的磁滞及涡流的影响，电枢反应、齿槽效应以及换向过程对感应电动势瞬时值的影响等，使电机输出特性[输出电压U与转速n的关系， 即U=f(n)]的线性度变差；电刷与换向器的接触压降导致产生不灵敏区。
直流测速发电机的主要优点是：输出为零时，无剩余电压;输出斜率大，负载电阻较小;温度补偿较容易。主要缺点是：由于有电刷和换向器，构造和维护比较复杂，摩擦转矩较大;输出电压有纹波;正反转输出电压不对称; 对无线电有干扰。
