Servomootori tööpõhimõte on suhteliselt lihtne, kuid selle töö on tõhusam. Servoahel on mootorisse sisse ehitatud ja kasutab elastset võlli, mis on tavaliselt varustatud hammasratastega. Elektriline signaal juhib mootorit ja määrab ka telje liikumise suuruse. Servomootori sisemine seadistamine on lihtne: väike alalisvoolumootor, juhtimisahel ja potentsiomeeter. Alalisvoolu mootor on juhtrattaga ühendatud hammasratta kaudu. Mootori pöörlemisel muutub potentsiomeetri takistus ja juhtimisahel saab täpselt reguleerida liikumist ja suunda.
Kui võll on õiges (ideaalses) asendis, lõpetab mootor toiteallika. Kui võll ei peatu sihtasendis, töötab mootor seni, kuni see siseneb õiges suunas. Sihtmärgi asukoht edastatakse signaaliliini kaudu, kasutades elektrilist impulssi. Seetõttu on mootori kiirus võrdeline tegeliku ja ideaalse asendiga. Kui mootor läheneb soovitud asendisse, hakkab mootor aeglaselt pöörlema, kuid kui mootor on kõige kaugemale keeratud, on kiirus kiire. Teisisõnu peavad servomootorid ülesanded täitma ainult nii kiiresti kui võimalik, mis teeb neist ülitõhusad seadmed.
Tavaliselt on servomootoreid kahte tüüpi: vahelduvvoolumootorid ja alalisvoolumootorid. Alalisvoolu servomootorid sobivad ideaalselt väikesteks rakendusteks, kuid ei saa hakkama suure voolutugevusega. Kuid vahelduvvoolu servomootorid saavad hakkama suurema voolutugevusega ja neid kasutatakse laialdaselt tööstusmasinates. Hinna osas on alalisvoolumootorid odavamad kui vahelduvvoolu servosid, seetõttu kasutatakse neid sagedamini. Lisaks on alalisvoolumootorid loodud spetsiaalselt pidevaks pöörlemiseks, mis muudab need ideaalseks robotite liikumiseks.
Oma ainulaadsete omadustega saab servomootoreid kasutada paljudes erinevates rakendustes. Raadio teel juhitavates õhusõidukites kasutatakse neid juhtpindade, näiteks robotite, liftide, roolide jne leidmiseks. Veebitootmises kasutatakse servomootoreid kõrgetel kordussagedustel ja vajavad täpset tööd.