步進(jìn)電機(jī)可視為多極同步電機(jī)。同步電動機(jī)的定子產(chǎn)生的磁場吸引轉(zhuǎn)子的磁極，使得轉(zhuǎn)子的磁場和定子的磁場同時旋轉(zhuǎn)。當(dāng)施加負(fù)載時，轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場保持恒定的角度偏差，從而在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生平衡負(fù)載的電磁轉(zhuǎn)矩，該偏差角稱為功率角。

如下圖所示，定子在氣隙外部，轉(zhuǎn)子在氣隙內(nèi)部，并且定子和轉(zhuǎn)子都是永磁體。外定子以代表旋轉(zhuǎn)磁場的鐵心速度逆時針旋轉(zhuǎn)。此時，當(dāng)施加負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL時，僅轉(zhuǎn)子極軸以功率角中心δ偏離定子極軸，并且轉(zhuǎn)子仍在定子磁場下以同步速度n0旋轉(zhuǎn)。

因?yàn)橛赊D(zhuǎn)子產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩T1與負(fù)載角成正弦關(guān)系變化，所以最大轉(zhuǎn)矩為Tm1，其等式如下。

T1=Tm1sinδ

因此，負(fù)載扭矩TL與δ平衡。在下圖中，垂直軸表示轉(zhuǎn)矩T1，水平軸表示負(fù)載角，當(dāng)δ=π/2位移角時，會出現(xiàn)最大電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩大于最大電磁轉(zhuǎn)矩δ>π/2時，定子磁場無法使轉(zhuǎn)子以同步速度旋轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象稱為失步現(xiàn)象。真正的步進(jìn)電機(jī)的定子不是如上圖所示旋轉(zhuǎn)的永磁體。所謂的兩相電動機(jī)是指兩個線圈，它們之間的間距差為π/2。通過具有相位差的交流電后，會產(chǎn)生一個π/2的旋轉(zhuǎn)磁場。