單相步進電機是在一個線圈骨架上纏繞環形線圈，給它通以正負交變的電流，每切換一次電流就按固定方向走一步.由于轉子磁路所通過的磁導(磁阻的倒數，表示磁通流過的容易程度)變大為其轉動方向，故單相步進電機只能按一個方向運動。為使轉動方向確定，磁導采取了多種措施，例如使定子磁極寬于轉子，定子與轉子之間的工作氣隙不均勻，轉動方向為磁阻小的方向。

圖2.2(a)定子繞組通正電流，定子磁極產生N和S極，轉子的N和S極被定子磁極吸引，停在圖示位置。當定子電流由正變負時，在切換過程中，電流接近于零，定子對轉子的吸引力接近零，此時轉子磁通產生的轉矩為主，如圖2.2(b)所示，轉子的磁通要走氣隙最小的路徑，故轉子在磁通力矩的作用下，沿箭頭方向運動到轉子磁極軸線(N和S極的中心線)正對氣隙最小處停止。當定子繞組為負電流時，如圖2.2(c)所示，定子磁極的極性反轉，轉子磁極受到定子N和S極的斥力和引力作用，沿箭頭方向運動，直到定轉子磁極軸線重合時轉子停止運動。加在繞組上的電流再次變換方向由負變正時，電流過零變正，則轉子經過圖2.2(d)向圖2.2(a)移動，步距角為1800。上述動作反復進行，電機轉子就能繼續轉動。

從以上單相步進電機的運行原理看出，單相步進電機的電磁轉矩只在定子電流變換時產生，故其平均轉矩比兩相以上的電機要小得多，響應率比較低的輕載下運行.例如時鐘、車用計時器(發動機計時器)、水表計數器等。