電主軸是主軸的轉動通過內裝電動機直接驅動。電主軸的結構與電動機相似，因此，也被叫做主軸電機。然而，電主軸和普通電動機卻有著很大的區別。兩者的區別主要體現在如下幾個方面：
電主軸的靜剛度與主軸剛度有關，即主軸單元的懸伸量、跨距、幾何尺寸、主軸材料的物理性能有關。電主軸的靜剛度大小隨電主軸套筒尺寸的大小而變化。而同樣大小尺寸的套筒，其靜剛度數值隨電主軸具有的最高轉速高低而變化，一般最高轉速高的電主軸其靜剛度小于最高轉速低的電主軸靜剛度
電主軸主要結構包括電動機（轉子和定子）、轉軸、前后軸承、及前后端蓋等。主軸單元主要由以下幾部分組成：（１）電動機：接受變頻驅動器提供的電能，并將其轉換成電主軸的機械能。（２）軸承：高速電主軸的核心支承部件是高速精密軸承。因電主軸的最高轉速取決于軸承的大小
電主軸前蓋是一種用于連接其他零件或增加其他零件強度的機械零件。電主軸前蓋是回轉面和平面的結合，內部由各階梯孔組成，端面及側面設置有若干沉臺孔、過孔及螺紋孔，其要求有較高的耐磨性、較高的強度及回轉穩定性。
電主軸加工零件時，主軸承受著一個非穩定的復雜熱源。電主軸處于不同的工作狀態，它接受的熱量大小也不同；電主軸內部零件在結構設計、零件的材質等均不一樣；同時，內部互相接觸表面熱阻和內部零件表面均存在不同程度的導熱等問題
高速電主軸的支承部件是高速精密軸承。高速電主軸的工作環境客觀上要求軸承具有高速性能好、動負荷承載能力高、潤滑性能好和發熱量小等優點。目前市場上絕大部分電主軸采用角接觸球軸承作為支撐件。
電主軸電機在高速作業的過程內部發生功率損耗(包含機械損耗、電損耗等)，然后使電機發熱。由于電主軸電機裝在主軸單元殼體內，所以主軸電機不能直接選用電扇散熱，自然散熱條件也比較差。研究結果表明，電主軸在高速旋轉時，作業溫度達140～160℃，定子的溫度也在45～85℃。電動機發生的熱量會直接傳遞給主軸，引起主軸熱變形而發生加工差錯。
