Die dreiphasige Wicklung des Stators erzeugt ein magnetisches Drehfeld mit mehreren magnetischen Nord- und Südpolen. Dies bewegt sich mit der Frequenz der von der Leistungselektronik eingespeisten Ströme weiter. Die Feldstärke der einzelnen Magnetpole, die schräg nach außen gerichtet sind, bleibt während der Drehung konstant. Der permanent erregte Rotor folgt dem Statorfeld mit gleicher Geschwindigkeit, weil sich die magnetischen Pole gegenseitig anziehen.

Das Drehmoment der Synchronmaschine entsteht zum einen durch die Kraftwirkung zwischen den magnetischen Polen der stromdurchflossenen Leiter und durch Reluktanzwirkung. Die Reluktanzkraft (Zugkraft auf metallische Teile, aus denen Magnetfelder austreten) entsteht aufgrund der Änderung des magnetischen Widerstands (Reluktanz). Sie wirkt immer so, dass sich der magnetische Widerstand verringert.

Der Synchronmotor  hat einen hohen Wirkungsgrad und hohe Leistungsdichte. Die Drehzahl wird durch die im Stator vorgegebene Frequenz bestimmt. Synchron zu dessen magnetischem Drehfeld bewegt sich der Rotor. Das erfordert einen hohen Regelaufwand. Dennoch geht sowohl bei E-Modellen wie auch bei Hybriden der Trend zum Synchronmotor, und zwar zur permanenterregten Version, deren Rotor auf hochwertige und relativ teure Dauermagneten baut. Von Toyota über Honda bis hin zu BMW und Mercedes nutzen nahezu alle Hersteller dieses Prinzip. Daher sehen es Experten mit gewisser Sorge, dass die zur Produktion von Magnetwerkstoffen notwendigen Seltene-Erden-Elemente Neodym und Dysprosium bei einem E-Auto-Boom knapp und teurer werden könnten.