Ένας βηματικός κινητήρας είναι ένας κινητήρας που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ισχύ. Η διαφορά του σε σχέση με τους άλλους κινητήρες είναι ότι δεν περιστρέφεται συνεχώς, αλλά με βήματα (κλάσματα ενός πλήρους κύκλου) των οποίων το μέγεθος εξαρτάται κυρίως από τα μηχανικά μέρη του κινητήρα και από τη μέθοδο οδήγησης. Επίσης διαφέρει η τροφοδοσία του, καθώς οδηγείται με παλμούς αντί για τάση AC ή DC.

Ο βηματικός κινητήρας αποτελείται από στάτορα (πηνία) και ρότορα (μόνιμοι μαγνήτες). Ο διπολικός (bipolar) βηματικός κινητήρας περιέχει ανεξάρτητα πηνία (δηλαδή δεν είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους), ενώ  στον μονοπολικό (unipolar) βηματικό κινητήρα τα πηνία έχουν μεσαία λήψη.

Ας υποθέσουμε ότι σε ένα βηματικό κινητήρα υπάρχουν 4 ανεξάρτητα πηνία με γωνία 90^o μεταξύ τους στερεωμένα στον στάτορα, τα οποία ενεργοποιούνται κατά κυκλική σειρά, ένα προς ένα (wave drive ή single coil excitation). Η κατεύθυνση περιστροφής του άξονα καθορίζεται από τη σειρά που ενεργοποιούνται τα πηνία, όπως φαίνεται και στο παρακάτω animation.

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σπάνια (κυρίως όταν απαιτείται εξοικονόμηση ενέργειας), καθώς παρέχει λιγότερο από το ήμισυ της ονομαστικής ροπής του κινητήρα, με αποτέλεσμα να πρέπει να είναι χαμηλό το φορτίο του κινητήρα.

Πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος είναι η οδήγηση πλήρους βήματος (full-step drive), όπου τα πηνία ενεργοποιούνται σε ζεύγη (σε σειρά ή παράλληλα). Σε αυτή την περίπτωση ο βηματικός κινητήρας απαιτεί διπλάσια τάση ή διπλάσιο ρεύμα, αλλά παράγει κατά 100% την ονομαστική ροπή του κινητήρα. Αυτή η μέθοδος οδήγησης φαίνεται στο παρακάτω animation.

Με την οδήγηση μισού βήματος (half-stepping) επιτυγχάνουμε διπλάσια ακρίβεια στην κίνηση του κινητήρα, κάνοντάς τον να κινείται σε μισά βήματα από ότι στο full-step drive, χωρίς να αλλάξουμε τίποτα από το υλικό του! Εφόσον ο ίδιος κινητήρας κάνει τα διπλάσια βήματα ανά στροφή, πετυχαίνουμε διπλασιασμό στην ακρίβεια του συστήματος θέσης, όπως φαίνεται και στο παρακάτω animation.

Τέλος, υπάρχει και η μέθοδος οδήγησης microstepping όπου στα πηνία στέλνονται κυματομορφές παρόμοιες με την ημιτονοειδή κυματομορφή, αντί για παλμούς. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνουμε ομαλότερη και ακριβέστερη κίνηση του κινητήρα, ο οποίος μπορεί να περιστρέφεται συνεχώς, ακριβώς όπως ο κινητήρας DC.

Βηματικός κινητήρας μόνιμου μαγνήτη (Permanent Magnet Stepper Motor)

Ο βηματικός κινητήρας μόνιμου μαγνήτη περιέχει ένα μόνιμο μαγνήτη με μορφή δίσκου, ο οποίος απωθείται ή έλκεται από τα εκάστοτε ενεργοποιημένα πηνία, με αποτέλεσμα να περιστρέφεται στο ρυθμό ενεργοποίησής τους. Το βήμα του (ελάχιστη γωνία περιστροφής) είναι συνήθως 45^ο - 90^ο.

Βηματικός κινητήρας μεταβλητής μαγνητικής αντίδρασης (Variable Reluctance Stepper Motor)

Ο βηματικός κινητήρας μεταβλητής μαγνητικής αντίδρασης δεν έχει ένα μόνιμο μαγνήτη στο ρότορα. Ο ρότορας αποτελείται από μαλακό σίδηρο με σχήμα δίσκου με δόντια (σαν γρανάζι). Ο στάτορας έχει περισσότερα από 4 πηνία, τα οποία ενεργοποιούνται σε αντιδιαμετρικά ζευγάρια. Η έλλειψη μόνιμου μαγνήτη έχει ως επίπτωση την μείωση της ονομαστικής ροπής, αλλά δημιουργεί το πλεονέκτημα της ελεύθερης κίνησης του ρότορα (χωρίς θέσεις) όταν τα πηνία δεν διαρρέονται από ρεύμα. Η ελάχιστη γωνία περιστροφής τους είναι 5^ο-15^ο.

Υβριδικός βηματικός κινητήρας (Hybrid Stepper Motor)

Ο υβριδικός βηματικός κινητήρας συνδυάζει τα χαρακτηριστικά των βηματικών κινητήρων μόνιμου μαγνήτη και μεταβλητής μαγνητικής αντίδρασης με αποτέλεσμα να έχουν υψηλή ροπή με πολύ μικρά βήματα περιστροφής (0,9^o - 5^o). Εκτός από ακρίβεια στην κίνηση, έχουν και μεγαλύτερη ταχύτητα, αλλά και μεγαλύτερο κόστος κατασκευής.

Η δομή και η λειτουργία του υβριδικού βηματικού κινητήρα αναλύεται στα παρακάτω βίντεο.