为了满足数控机床对主轴驱动的要求，主轴电动机必须具备下述性能：

(1)电动机的输出功率要大。

(2)在大的调速范围内速度应该稳定。

(3)在断续负载下电动机转速波动小。

(4)加速和减速时间短。

(5)电动机温升低。

(6)振动、噪声小。

(7)电动机可靠性高、寿命长、容易维护。

(8)体积小、重量轻，与机械连接容易。

(9)电动机过载能力强。

直流主轴电动机的结构与永磁式直流伺服电动机的结构不同。因为要求主轴电动机输出很大的功率，所以在结构上不能做成永磁式，而与普通的直流电动机相同，也是由定子和转子两部分组成，转子与直流伺服电动机的转子相同，由电枢绕组和换向器组成。而定子则完全不同，它由主磁极和换向极组成。有的主轴电动机在主磁极上不但有主磁极绕组，还带有补偿绕组。

这类电动机在结构上的特点是：为了改善换向性能，在电动机结构上都有换向极，为缩小体积，改善冷却效果，以免使电动机热量传到主轴上，采用了轴向强迫通风冷却或水管冷却。为适应主轴调速范围宽的要求，一般主轴电动机都能在调速比1：100的范围内实现无极调速，而且在基本速度以上达到恒功率输出，在基本速度以下为恒转矩输出，以适应重负荷的要求。电动机的主极和换向极都采用硅钢片叠成，以便在负载变化或加速、减速时有良好的换向性能。电动机外壳结构为密封式，以适应机加工车间的环境。在电动机的尾部一般都同轴安装有测速发电机作为速度反馈元件。