電主軸主要結構包括電動機（轉子和定子）、轉軸、前后軸承、及前后端蓋等。主軸單元主要由以下幾部分組成：

（１）電動機：接受變頻驅動器提供的電能，并將其轉換成電主軸的機械能。

（２）軸承：高速電主軸的核心支承部件是高速精密軸承。因電主軸的最高轉速取決于軸承的大小、布置和潤滑方法，所以這種軸承必須具有高速性能好、動負荷承載能力、高潤滑性能好、發熱量小等優點。

（３）冷卻系統：為將電主軸電動機及軸承高速運轉時產生的熱能帶走而設置在電主軸內腔的熱交換系統。高速電主軸的冷卻系統主要依靠冷卻液的循環流動來實現，而且流動的冷壓縮空氣能起到一定的冷卻作用。

（４）轉軸：轉軸是高速電主軸的主要回轉主體，它的加工精度直接影響主軸工作的精度。成品主軸的公差及尺寸精度要求都很高，軸在高速運轉時，由偏心質量引起振動，能夠影響軸的動性能，需對轉軸進行動態平衡調試。

（５）軸殼：軸殼是電主軸的主要部件。軸殼的尺寸、位置等精度均影響主軸綜合精度，一般軸承座孔的設計均直接加工在軸殼上。而為了在電主軸內部安裝電機定子，主軸一端開放。高速、大轉矩、大功率的主軸系統為提高主軸系統裝配精度，設計轉子直徑時一般均大于軸承外徑，然后對后軸承安裝往往設計成無間隙配合。

（６）軸承潤滑：電主軸的軸承潤滑一般采用定時定量的油氣潤滑。油氣潤滑，通常是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下，被吹入軸承。潤滑油對軸承起到潤滑作用，壓縮空氣對軸承進行冷卻。