电主轴的电动机均采用交流异步感应电动机，由于是用在高速加工机床上，启动时要从静止迅速升速至每分钟数万转乃至数十万转，启动转矩大，因而启动电流要超出普通电机额定电流5~7倍。其驱动方式有变频器驱动和矢量控制驱动器驱动两种。变频器的驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率与转矩成正比。机床新的变频器采用先进的晶体管技术，可实现主轴的无级变速。机床矢量控制驱动器的驱动控制为在低速端为恒转矩驱动，在中、高速端为恒功率驱动
电主轴的工作不仅转速高， 而且要求有很高的角减速度和角加速度、 在位置快速准停， 这就对其结构设计、 制造和控制提出了非常严格的要求并带来了一系列技术难题，如电主轴的散热、润滑及精密控制等。在设计中，必须妥善的 解决这些问题， 才能确保主轴的高速运转， 实现精密加工。 电主轴作为加工中心的部件 , 它将机床主轴与交流伺服电机轴合二为一 , 即将主轴电机的定子、 转子直接装入主轴组件的内部 , 并经过的动平衡校正， 具有良好的回转精度和稳定性， 形成一个的高速主轴单元， 也被称为内装式电主轴 ，其间不再使用皮带齿轮传动副 , 从而实现机床主轴系统的“零传动”，通电后转子直接带动主轴运转。
在数控机床中，电主轴通常采用变频调速方法。目前主要有普通变频驱动和控制、矢量控制驱动器的驱动和控制以及直接转矩控制三种控制方式。
普通变频为标量驱动和控制，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比。普通变频控制的动态性能不够理想，在低速时控制性能不佳，输出功率不够稳定，也不具备C轴功能。但价格便宜、结构简单，一般用于磨床和普通的高速铣床等。