Zasada działania silnika serwo jest stosunkowo prosta, ale jego praca jest bardziej wydajna. Obwód serwo jest wbudowany w jednostkę silnikową i wykorzystuje elastyczny wał, który zwykle jest wyposażony w koła zębate. Sygnał elektryczny steruje silnikiem, a także określa wielkość ruchu osi. Wewnętrzne ustawienie serwosilnika jest proste: mały silnik prądu stałego, obwód sterujący i potencjometr. Silnik prądu stałego jest podłączony do koła sterującego za pomocą przekładni. Kiedy silnik się obraca, rezystancja potencjometru zmienia się, a obwód sterujący może precyzyjnie regulować ruch i kierunek.
Gdy wał znajduje się we właściwej (idealnej) pozycji, silnik przestaje dostarczać energię. Jeśli wał nie zatrzyma się w pozycji docelowej, silnik będzie pracował, dopóki nie znajdzie się we właściwym kierunku. Pozycja celu jest przesyłana przez linię sygnałową za pomocą impulsu elektrycznego. Dlatego prędkość silnika jest proporcjonalna do rzeczywistej i idealnej pozycji. Kiedy silnik zbliża się do żądanej pozycji, silnik zaczyna powoli obracać się, ale gdy silnik obraca się najdalej, prędkość jest duża. Innymi słowy, serwosilniki muszą tylko wykonywać zadania tak szybko, jak to możliwe, co czyni je wysoce wydajnym sprzętem.
Zazwyczaj występują dwa typy serwosilników: silniki prądu przemiennego i silniki prądu stałego. Serwosilniki prądu stałego są idealne do małych zastosowań, ale nie radzą sobie z dużymi skokami prądu. Jednak serwosilniki prądu przemiennego są w stanie poradzić sobie z wyższymi skokami prądu i są szeroko stosowane w maszynach przemysłowych. Jeśli chodzi o cenę, silniki prądu stałego są tańsze niż serwomechanizmy prądu przemiennego, dlatego są używane częściej. Ponadto silniki prądu stałego są specjalnie zaprojektowane do ciągłego obrotu, co czyni je idealnymi do ruchu robota.
Dzięki unikalnym cechom serwosilniki mogą być stosowane w wielu różnych aplikacjach. W samolotach sterowanych radiowo są one wykorzystywane do lokalizowania powierzchni kontrolnych, takich jak roboty, windy, stery itp. W produkcji online serwosilniki są używane przy wysokich częstotliwościach powtarzania i wymagają precyzyjnej pracy.