根据定义，伺服电机是闭环运行的，具有反馈以控制电机的位置，速度或扭矩。在没有反馈装置的开环电机中，步进电机是最常见的类型。尽管它们的控制机制不同，步进电机和伺服电机仍有一些共同点。首先，它们都具有带永磁体的转子和带有线圈绕组的定子。其次，两种电动机类型是同步的，这意味着转子以与定子的磁场相同的速度转动。然而，尽管存在这些相似之处，伺服和步进电机之间存在两个物理差异，这使得它们具有截然不同的操作特性。
控制方
伺服电机和步进电机的主要区别在于伺服电机是闭环设备，步进电机是开环的。这意味着伺服电机具有某种物理反馈机制 - 通常是旋转编码器或旋转变压器 - 以“闭环”，将电机的预期位置与其实际位置进行比较，并确保达到预期的位置。另一方面，步进电机不包括用于提供反馈的装置。（请注意，步进电机可以 在闭环模式下运行，并添加外部反馈，例如线性编码器。）
在开环模式下运行意味着步进电机始终汲取全电流 - 即使在空转时 - 并产生在某些应用中必须考虑和减轻的热量。但是，拉动连续电流可以使它们产生比伺服电机更高的保持力矩。相反，由于伺服电机响应反馈而运行，因此它们仅吸取执行给定运动所需的电流。在连续运行期间产生的较低热量还允许伺服机构提供短期扭矩水平 - 称为峰值扭矩 - 远高于其连续额定值，这有利于快速加速或短时间按压或保持力。
极数
伺服电机和步进电机之间的另一个物理差异是它们在每种电机类型中使用的磁极数量。伺服电机只有几个极 - 通常在2到8之间 - 而步进电机通常有50或100个极。步进电机中的较高极数使它们能够精确地移动到给定位置而无需反馈（见上文）。另一方面，伺服系统无法在不使用反馈设备的情况下准确控制其位置。
步进电机通常具有50到100个磁极。
由于绕组中的极数较少且电感较小，伺服电机可以保持其转矩输出，因为电机速度比步进电机的速度提高得更好。这也为伺服电机提供了更高的动态性能和执行快速运动的能力。另一方面，步进电机中的极高极数使它们能够在低速下非常平稳地运行，这使它们成为低速，高扭矩应用的最佳选择。
步进电机（左）和伺服电机（右）的典型转矩 - 速度曲线，