牽引電動機的工作原理與一般直流電動機相同，但有特殊的工作條件：空間尺寸受到軌距和動輪直徑的限制；在機車運行通過軌縫和道岔時要承受相當大的沖擊振動；大、小齒輪嚙合不良時電樞上會產生強烈的扭轉振動;在惡劣環(huán)境中運用，雨、雪、灰沙容易侵入等。因此牽引電動機在設計和結構上也有許多要求，如要充分利用機體內部空間使結構緊湊，要采用絕緣材料和導磁材料，零部件需有較高的機械強度和剛度，整臺電機需有良好的通風散熱條件和防塵防潮能力，要采取特殊的措施以應付比較困難的“換向”條件以減少炭刷下的火花等。
牽引電動機有兩種懸掛方式。一種是牽引電動機和動輪軸連接的懸掛方式，稱為抱軸式懸掛或半懸掛。采用這種懸掛方式時，動輪通過軌縫和道岔所產生的沖擊振動會直接傳給牽引電動機。抱軸式懸掛適用于結構速度低于120公里/小時的機車車輛。另一種是架承式懸掛(或稱全懸掛)。采用這種懸掛方式時牽引電動機固定懸掛在轉向架構架上，在牽引電動機軸端和小、大齒輪之間加入各種彈性連接元件，以減小沖擊振動的影響。架承式懸掛適用于結構速度高于120公里/小時的機車車輛。
在用牽引變壓器降壓經硅整流器或大功率晶閘管整流后供電給直流串勵牽引電動機時，加在牽引電動機上的電壓為脈動電壓，因此這種牽引電動機稱為脈流牽引電動機。大功率脈流牽引電動機的“換向”條件更加困難。此外，電動機內部還有一些附加損耗，從而引起電動機溫升，因此，脈流牽引電動機在設計和結構上還要采取一定的特殊措施，以解決“換向”和溫升兩個突出的問題。
輔助電機
電力機車上的輔助電機可用直流電動機，也可用三相交流異步電動機。用直流電動機作為輔助電機時，須由專用的硅整流器供電。用三相交流異步輔助電動機時，須由靜止變相、變頻裝置或專用的旋轉電機供給三相電源。這種專用的旋轉電機稱為劈相機，可以把單相交流電變?yōu)槿嘟涣麟姟?br />
牽引發(fā)電機
專用于電力傳動內燃機車，以供給牽引電動機電力的發(fā)電機，又稱主發(fā)電機。牽引發(fā)電機有直流和交流兩種。直流牽引發(fā)電機直接向直流牽引電動機供電。交流牽引發(fā)電機發(fā)出的三相交流電經硅整流器整流后再向直流牽引電動機供電。交流整流電路是三相的，整流電壓雖然有脈動，但脈動量比較小，因此牽引電動機還被認為是一般的直流電動機。