Princip rada servo motora relativno je jednostavan, ali je njegov rad efikasniji. Servo krug ugrađen je u motornu jedinicu i koristi fleksibilno vratilo koje je obično opremljeno zupčanicima. Električni signal upravlja motorom i također određuje količinu pomicanja osi. Unutarnja je postavka servo motora jednostavna: mali jednosmerni motor, upravljački krug i potenciometar. DC motor je spojen na upravljački kotač putem zupčanika. Kad se motor okrene, otpor potenciometra se mijenja i upravljački krug može precizno prilagoditi kretanje i smjer.
Kad je osovina u ispravnom (idealnom) položaju, motor prestaje napajati. Ako se osovina ne zaustavi na ciljanom položaju, motor radi dok ne uđe u pravilan smjer. Položaj meta prenosi se putem signalne linije pomoću električnog impulsa. Stoga je brzina motora proporcionalna stvarnom i idealnom položaju. Kad se motor približi željenom položaju, motor se počinje polako okretati, ali kad se motor okrene dalje, brzina je velika. Drugim riječima, servo motori trebaju ispunjavati zadatke što je brže moguće, što ih čini vrlo učinkovitom opremom.
Obično postoje dvije vrste servo motora: izmjenični i istosmjerni motori. DC servo motori idealni su za male primjene, ali ne mogu podnijeti velike naponske struje. Međutim, AC servo motori mogu se nositi s većim naponima struje i naširoko se koriste u industrijskim strojevima. Kada je riječ o cijeni, istosmjerni motori jeftiniji su od AC servo-motora, pa se koriste češće. Pored toga, istosmjerni motori posebno su dizajnirani za kontinuirano okretanje, što ih čini idealnim za kretanje robota.
Svojim jedinstvenim značajkama, servo motori se mogu koristiti u više različitih primjena. U zrakoplovima s radio upravljanjem koriste se za lociranje upravljačkih površina poput robota, dizala, kormila itd. U mrežnoj proizvodnji servo motori se koriste u visokim frekvencijama ponavljanja i zahtijevaju precizan rad.