同步电动机有三种主要的工作方式，即发电机、电动机和补偿器。
同步电动机作为发电机，运行是其主要的运行方式。
作为电动机，它是同步电动机的另一种重要运行方式。同步电机的功率因数是可以调节的，在不需要调速的场合，应用大型同步电机可以提高运行效率。小型同步电动机已开始在变频调速系统中得到广泛应用。
同步电机也可以作为同步补偿机接入电网。此时，电机不携带任何机械负荷，通过调节转子内的励磁电流向电网发出所需的电感性或容性无功功率，以提高电网的功率因数或调节电网电压。
与其他类型的旋转电机一样，同步发电机由两个主要部分组成:固定定子和可旋转转子。一般分为旋转同步电动机和枢轴同步电动机。
最常用的类型是磁场同步发电机，其定子铁芯内圆均匀分布有定子槽，定子槽内嵌有按规则排列的三相对称绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁芯和绕组又称为电枢铁芯和电枢绕组。
转子铁芯上装有具有一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组。当施加直流电时，在电动机的气隙中形成相间极性的分散磁场，称为励磁磁场(又称主磁场或转子磁场)。
原动机带动转子旋转(向电机输入机械能)，极性相之间的励磁磁场沿轴旋转，依次切割各相的定子绕组(相当于绕组的导体沿相反方向切割励磁磁场)。