無刷直流電機基本上可以認為是個閉環的機電一體化系統，由微型電機本體、位置檢測電路和電子換相電路逆變器三部分組成。
1、無刷直流電機本體。無刷電機本體在結構上與永磁同步微型電機相似，但沒有籠型繞組和其它起動裝置，它由永磁體轉子、定子繞組等組成。轉子由永久磁鋼按一定極對數（2p=2、4???）組成，作用是在微型電機的氣隙中建立足夠的磁場；而定子繞組一般制成多相（三相、四相、五相不等）對稱繞組，其作用是在微型電機中間產生一個旋轉磁場，驅動轉子按某個固定方向運轉。
2、電子換相電路。電子換相電路用來控制微型電機定子上各相繞組通斷的順序和時間，主要分為控制電路和驅動電路。控制電路不僅接受位置檢測電路的信號，發送控制信號給驅動電路，還接受電流、電壓和轉速等反饋信號，采用控制算法實現電流和速度閉環控制以及一些保護功能。驅動電路一般由功率開關器件以及器件所需的驅動芯片組成，其主要作用是將電源的功率以一定的邏輯關系分配給無刷微型直流電機定子上的各相繞組，從而輸出持續不斷的轉矩。
電子換相電路有橋式和非橋式兩種。三相橋式換相電路中功率器件的使用效率高，可以與各種繞組連接方式的微型電機配合使用。
3、位置檢測電路。位置檢測電路的作用是檢測微型電機的轉子位置，檢測得到的信號決定了各相繞組導通的順序和時間，作為電子換相的依據。
無刷直流電機處于有位置傳感器工作方式時，轉子位置信號由位置傳感器提供。傳感器的種類有電磁式位置傳感器、光電式位置傳感器、磁敏式位置傳感器霍爾位置傳感器等。