Η αρχή λειτουργίας του σερβοκινητήρα είναι σχετικά απλή, αλλά η εργασία του είναι πιο αποτελεσματική. Το σερβο κύκλωμα είναι ενσωματωμένο στη μονάδα κινητήρα και χρησιμοποιεί έναν εύκαμπτο άξονα που είναι συνήθως εξοπλισμένος με γρανάζια. Το ηλεκτρικό σήμα ελέγχει τον κινητήρα και καθορίζει επίσης την κίνηση του άξονα. Η εσωτερική ρύθμιση του σερβοκινητήρα είναι απλή: μικρός κινητήρας DC, κύκλωμα ελέγχου και ποτενσιόμετρο. Ο κινητήρας DC συνδέεται στον τροχό ελέγχου μέσω γραναζιού. Όταν ο κινητήρας περιστρέφεται, αλλάζει η αντίσταση του ποτενσιόμετρου και το κύκλωμα ελέγχου μπορεί να ρυθμίσει με ακρίβεια την κίνηση και την κατεύθυνση.
Όταν ο άξονας είναι στη σωστή (ιδανική) θέση, ο κινητήρας σταματά να παρέχει ισχύ. Εάν ο άξονας δεν σταματήσει στη θέση στόχου, ο κινητήρας λειτουργεί μέχρι να εισέλθει στη σωστή κατεύθυνση. Η θέση του στόχου μεταδίδεται μέσω γραμμής σήματος χρησιμοποιώντας ηλεκτρικό παλμό. Επομένως, η ταχύτητα του κινητήρα είναι ανάλογη με την πραγματική και ιδανική θέση. Όταν ο κινητήρας πλησιάζει την επιθυμητή θέση, ο κινητήρας αρχίζει να περιστρέφεται αργά, αλλά όταν ο κινητήρας περιστρέφεται πιο μακριά, η ταχύτητα είναι γρήγορη. Με άλλα λόγια, οι σερβοκινητήρες πρέπει να ολοκληρώσουν τις εργασίες μόνο το συντομότερο δυνατό, γεγονός που τους καθιστά εξαιρετικά αποδοτικό εξοπλισμό.
Υπάρχουν συνήθως δύο τύποι σερβοκινητήρων: κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος και κινητήρες συνεχούς ρεύματος. Οι σερβοκινητήρες DC είναι ιδανικοί για μικρές εφαρμογές, αλλά δεν μπορούν να χειριστούν μεγάλες υπερτάσεις ρεύματος. Ωστόσο, οι σερβοκινητήρες AC μπορούν να αντεπεξέλθουν σε υψηλότερες υπερτάσεις ρεύματος και χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικά μηχανήματα. Όσον αφορά την τιμή, οι κινητήρες DC είναι φθηνότεροι από τους servo AC, επομένως χρησιμοποιούνται συχνότερα. Επιπλέον, οι κινητήρες DC είναι ειδικά σχεδιασμένοι για συνεχή περιστροφή, γεγονός που τους καθιστά ιδανικούς για κίνηση ρομπότ.
Με τα μοναδικά χαρακτηριστικά του, οι σερβοκινητήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές διαφορετικές εφαρμογές. Σε αεροσκάφη ελεγχόμενα με ραδιόφωνο, χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό επιφανειών ελέγχου όπως ρομπότ, ανελκυστήρες, πηδάλια κ.λπ. Στην ηλεκτρονική κατασκευή, οι σερβοκινητήρες χρησιμοποιούνται σε υψηλές συχνότητες επανάληψης και απαιτούν ακριβή εργασία.