直流电动机的工作原理如下：如下上图所示为最简单的直流电动机的原理图。其换向器是由二片互相绝缘的半圆铜环（换向片）构成的，每一换向片都与相应的电枢绕组连接，与电枢绕组同轴旋转，并与电刷A、B相接触。若电刷A是正电位，B是负电位，那么在N极范围内的转子绕组ab中的电流从a流向b，在S极范围内的转子绕组cd中的电流从c流向d。转子载流导体在磁埸中要受到电磁力的作用，根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，如图中ab边受力方向是向左，而cd则向右。由于磁场是对称的，导体中流过的又是相同的电流，所以ab边和cd边所受的电磁力的大小相等。这样转子线圈上受到的电磁力 f的作用而按逆时针方向旋转。当线圈转到磁极的中性面时，线圈中的电流为零。因此，电磁力也等于零。但由于惯性的作用，线圈继续转动。线圈转过半圈之后，虽然ab与cd的位置调换了，ab转到S极范围内，cd转到N极范围内，但是由于电刷和换向片的作用，转到N极下的cd边中的电流方向也变了，是从d流向c，在S极下的ab边中的电流，则从b流向a。因此，电磁力f的方向仍然不变，转子线圈仍按逆时针方向转动。可见，分别在N，S极范围内的导体中的电流方向总是不变的。因此，线圈二边受力方向也不变。这样，线圈就可以按受力方向不停地旋转。这就是直流电动机的工作原理。
三、结论：
直流电机的运行是可逆的。即一台直流电机即可作为发电机运行，也可作为电动机运行。当它作为发电机运行时，外加转矩拖动转子旋转，绕组产生感应电动势，接通负载以后提供电流，从而将机械能转变成电能。当它作为直流电动机运行时，通电的绕组导体在磁场中受力，产生电磁转矩并拖动负载转动，从而将电能变成机械能。上图所示为他励电机。励磁绕组与电枢回路各自分开，励磁绕组由独立的直流电源供电。也有用永久磁铁作为主极磁场的电机，也可作他励。图中与电枢串接小磁极N、S为换向磁极。
要改变直流电动机的旋转方向，就需要改变直流电动机的电磁转矩方向，而电磁转矩决定于主极磁通和电枢电流的相互作用，故改变电动机转向的方法有二种：一是改变励磁电流的方向；另一种是改变电枢电流的方向。如果同时改变励磁电流和电枢电流的方向，则电机的转向不变。