图为转子用超导励磁绕组的超导发电机的基本结构，由定子和转子两部分组成。
常规发电机中，电枢绕组嵌于贴心之中，铁心是绕组的支撑件。由于电枢电流是交流电流，铁心要选用铁耗低的硅钢片。超导发电机中，由于磁通密度高，采用非磁性高强度材料支撑绕组。但是，为了构成电枢绕组的磁回路和防止磁场泄露，在定子外层需要采用铁磁材料屏蔽。
用超导体制成的励磁绕组要运行在低温环境，超导发电机的转子一般采用多重圆筒结构，转子内筒为冷却介质储槽，然后是超导励磁绕组及其支撑筒、热辐射屏蔽筒，以及阻尼筒、真空外壳。
（1）冷却介质储槽及输送、回收系统。超导体必须运行在临界温度以下才能维持稳定的超导态。支撑超导绕组的内筒兼做冷却介质储槽。低温超导发电机中的冷却介质为液氦，高温超导发电机则可用液氮或温度在30K左右的低温氦气作为冷却介质。冷却介质从冷却系统输入到转子内部冷却超导线圈，蒸发的冷却介质通过回流通道排出，并和外部冷却系统形成循环。冷却介质储槽外为真空层，以抑制热量的侵入。
（2）转子励磁绕组。常规发电机中，由于导线的电流密度受到限制，仅靠绕组难以产生很强的磁场，必须将绕组嵌入铁心中，铁磁材料的饱和磁通密度小于2T，因此，常规发电机中的磁通密度小于2T。实用低温超导材料的允许电流密度比铜线高出两个数量级以上，临界磁场大于10T。所以，使用超导技术不仅可以省去铁心，而且可以运行在远高于铁心磁饱和的磁通密度(一般设计为5～7T)。
（3）热辐射屏蔽筒。绕组筒外为真空空间，其中设有热辐射屏蔽筒，其作用是降低从常温向低温的热传导，提高冷却效率。真空层抑制通过空气的热传导，热辐射屏蔽筒抑制从常温外筒来的热辐射。
（4）阻尼筒。超导发电机中的阻尼筒既具有常规发电机中阻尼绕组的功能——在电磁动态过程中抑制转子的非同期振荡，又具有缓解动态过程中定子的交流磁场对超导绕组影响的作用，以提高超导稳定性。为了提高阻尼性能，可采用多重阻尼筒。热辐射屏蔽筒也可兼有阻尼筒作用。
（5）力矩传导筒。在发电机中，电枢绕组切割磁力线产生感应电动势，向负载输出电能，原动机向转子提供驱动转矩。常规发电机中，转矩通过轴直接传给转子铁心，铁心带动励磁绕组旋转。但在超导发电机中，必须尽量抑制进入超导低温环境的热量，所以不能用传热量大的实心轴传递转矩，而要采用可抑制热量传导、壁厚较薄（传热量和传热截面积成正比）的力矩传导筒。
