电主轴由无外壳电机、主轴、轴承、主轴单元壳体、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子采用压配方法与主轴做成一体，主轴则由前后轴承支承。电机的定子通过冷却套安装于主轴单元的壳体中。主轴的变速由主轴驱动模块控制，而主轴单元内的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测速、测角位移传感器，前端的内锥孔和端面用于安装刀具。
电主轴通常采用动静压轴承、复合陶瓷轴承或电磁悬浮轴承。 动静压轴承具有很高的刚度和阻尼，能大幅度提高加工效率、加工质量、延长刀具寿命、降低加工成本，高速磨削电主轴，这种轴承寿命多半无限长。电磁悬浮轴承高速性能好，精度高，容易实现诊断和在线监控，高速磨削电主轴价格，但是由于电磁测控系统复杂，求购高速磨削电主轴，这种轴承价格十分昂贵，而且长期居高不下，至今没有得到广泛应用
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