電主軸由不帶外殼的電機、主軸、軸承、主軸單元外殼、驅動模塊和冷卻裝置組成。電機的轉子通過壓配合與主軸形成一體，主軸由前后軸承支撐。電機的定子通過冷卻套安裝在主軸單元的外殼中。主軸的速度變化由主軸驅動模塊控制，而主軸單元中的溫升由冷卻裝置限制。主軸后端裝有測量速度和角位移的傳感器，前端的內錐孔和端面用于安裝刀具。

　　由于電主軸將電機集成在主軸單元中，而且轉速很高，運行時會產生大量的熱量，造成電主軸的溫升，使電主軸的熱特性和動態特性變差，從而影響電主軸的正常工作。因此，必須采取一定的措施來控制電主軸的溫度，使其恒定在某一值。目前機床一般采用強制循環油冷卻來冷卻電主軸的定子和主軸軸承，即通過油冷卻裝置的冷卻油在主軸定子和主軸軸承外強制循環，帶走主軸高速旋轉產生的熱量。另外，為了減少主軸軸承的發熱，主軸軸承必須合理潤滑。

　　電主軸的電機是交流異步感應電機。因為用在高速機床上，啟動時要從靜止迅速提高到每分鐘幾萬甚至幾十萬轉。啟動轉矩大，所以啟動電流比普通電機額定電流高5~7倍。有兩種驅動方式：變頻器驅動和矢量控制驅動器驅動。逆變器的驅動控制特點是恒轉矩驅動，輸出功率與轉矩成正比。最新的機床變頻器采用先進的晶體管技術，可以實現主軸無級變速。機床矢量控制驅動器的驅動控制是低速端恒轉矩驅動，中高速端恒功率驅動。