丝杆步进电机的转子为永磁体，当电流流过定子绕组时，定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度，使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。当定子的矢量磁场旋转一个角度。转子也随着该磁场转一个角度。每输入一个电脉冲，电动机转动一个角度前进一步。丝杆步进电机输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序，电机就会反转。所以可用控制脉冲数量、频率及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。

丝杆步进电机发热原理通常见到的各类电机，内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻，通电会产生损耗，损耗大小与电阻和电流的平方成正比，这就是我们常说的铜损，如果电流不是标准的直流或正弦波，还会产生谐波损耗;铁心有磁滞涡流效应，在交变磁场中也会产生损耗，其大小与材料，电流，频率，电压有关，这叫铁损。铜损和铁损都会以发热的形式表现出来，从而影响电机的效率。丝杆步进电机一般追求***精度和力矩输出，效率比较低，电流一般比较大，且谐波成分高，电流交变的频率也随转速而变化，因而步进电机普遍存在发热情况，且情况比一般交流电机严重。

在闭环模式下操作步进电机的第三种方法采用正弦换向。如果转子和定子磁场没有正确对齐，编码器会调整电机电流，使其与移动或保持负载所需的扭矩完全匹配。因为反馈用于通过操纵电动机电流来控制转矩，所以该模式有时被称为伺服控制。在伺服控制模式下，步进电机基本上就像一个数伺服电机，但没有传统步进电机所呈现的噪音和共振，提供更平稳的运动和更的控制。由于电流是动态的，而不是像传统步进电机那样恒定，因此很大程度上避免了电机加热的问题。

步进电机是一种无刷同步电动机，可将数字脉冲转换为机械轴旋转。正常的轴运动由从顺序切换的直流电源驱动时的基本均匀幅度的离散角运动组成。

步进电机是数字输入输出设备。 它特别适用于控制信号显示为数字脉冲而非模拟电压的应用类型。 步进电机驱动器或转换器的一个数字脉冲使电机增加一个的运动角度。 随着数字脉冲频率的增加，步进运动变为连续旋转。

步进电机的一些工业和科学应用包括机器人，机床，拾取和放置机器，自动线切割和线焊机，甚至的流体控制设备。