高速电主轴由动力源(电动机转子和定子)、主轴(转轴)、前后轴承、冷却套、主轴单元外壳、各种连接装置以及刀具接口等基本机械部件组成。

电主轴采用无外壳电动机，且电动机内置，其转子采用过盈配合的方式热装在主轴零件上，与主轴做成一一体， 主轴则由前后轴承支承，由压配合产生的摩擦力来实现大转矩的传道。压配谷取清了主轴上一切形式的键联接和螺纹联接，能够使主轴运转部分达到精确的动平衡。电动机定子压装在冷却套内，并通过冷却套固装在电主轴的壳体内。因此，电动机转子直接作为机床的主轴，主轴单元的外壳体就是电动机机座。

在主轴的后端装有测速、测角位移传感器( 旋转编码器)，以实现电动机的全闭环控制。主轴前端外伸部分的内锥孔和端面用于安装和固定可换的刀柄。电源接口用于与驱动器的电气连接。通电后转子可以直接带动主轴旋转，主轴的转速用电动机的变频调速与矢量控制装置来改变。