直流伺服电动机的结构和一般直流电动机一样，只是为了减小转动惯量而做得细长一些。它的励磁绕组和电枢分别由两个独立电源供电。也有永磁式的，即磁极是永久磁铁。通常采用电枢控制，就是励磁电压f一定，建立的磁通量Φ也是定值，而将控制电压Uc加在电枢上，其接线图如图所示。
直流伺服电动机接线图
直流伺服电动机的机构特性和直流他励电动机一样，也用下式表示：
n=Uc/KE·Φ-Ra/KE·KT·Φ·T
图是直流伺服电动机在不同控制电压下的机械特性曲线。
直流伺服电动机的n=f(T)曲线
由图可见：在一定负载转矩下，当磁通不变时，如果升高电枢电压，电机的转速就升高；反之，降低电枢电压，转速就下降；当Uc＝0时，电动机立即停转。要电动机反转，可改变电枢电压的极性。