La più semplice di tutte le macchine elettriche rotanti è il disco di Faraday, costituito essenzialmente da un disco di rame montato in modo che una parte di esso si trovi fra i poli di un magnete a ferro di cavallo (quindi nel campo magnetico da essi generato). Quando il disco viene messo in rotazione, il campo magnetico induce una corrente elettrica che può essere utilizzata per alimentare un circuito. Il disco di Faraday funziona anche come motore applicando fra il bordo e il centro una tensione che produce una corrente elettrica; per effetto del campo, il disco è sottoposto a una forza che lo fa ruotare.

Le dinamo moderne impiegano rotori a tamburo, di solito costituiti da numerosi avvolgimenti inseriti nelle scanalature longitudinali di un nucleo metallico e connessi con le lamelle di un commutatore multiplo. Con il rotore ad avvolgimento unico, la corrente prodotta aumenta o diminuisce a seconda della regione del campo magnetico in cui si trova l'avvolgimento, mentre con i rotori a tamburo muniti di commutatore a lamelle il circuito esterno è connesso con la parte di avvolgimento che si sta muovendo nella zona ad alta intensità di campo e di conseguenza la corrente erogata è praticamente costante. Di solito l'induttore (o statore) delle dinamo moderne ha quattro o più poli elettromagnetici, che consentono di aumentare l'intensità del campo magnetico. In alcuni casi vengono inseriti piccoli poli di commutazione che servono a compensare le distorsioni provocate nel campo magnetico dal rotore.

Comunemente le dinamo sono classificate in base al sistema impiegato per fornire corrente agli elettromagneti dello statore. Nelle dinamo con avvolgimento in serie lo statore è in serie con il rotore, mentre in quelle in parallelo lo statore e il rotore sono collegati in parallelo. Nelle dinamo a eccitazione mista, una parte degli avvolgimenti è connessa in serie e una parte in parallelo. Sia le dinamo con avvolgimenti in parallelo sia quelle a eccitazione mista offrono il vantaggio di erogare una tensione relativamente costante anche in presenza di carichi elettrici variabili. La dinamo con avvolgimenti in serie viene usata principalmente per fornire corrente costante in risposta a una tensione variabile.

In genere, i motori a corrente continua sono strutturalmente simili ai generatori di corrente continua e possono essere descritti come "dinamo al contrario". Quando l'avvolgimento dell'indotto rotante (o rotore) di un motore a corrente continua è percorso da corrente elettrica, il campo magnetico produce una coppia di forze che lo mette in rotazione. La funzione del commutatore e le connessioni dell'avvolgimento dello statore dei motori sono identiche a quelle delle dinamo. Per effetto della rotazione dell'indotto si induce nel suo avvolgimento una tensione che ha direzione opposta a quella della tensione esterna applicata e per questo è nota come tensione d'arresto o forza controelettromotrice. Quando il motore gira più rapidamente, la tensione d'arresto aumenta fino a essere quasi uguale alla tensione applicata. A questo punto la corrente è piccola e il motore, finché non è sotto carico, ruota a velocità costante e non esegue lavoro meccanico oltre a quello necessario per la rotazione dell'indotto. Quando viene applicato il carico, l'indotto ruota più lentamente, la tensione d'arresto si riduce e all'indotto affluisce una corrente più intensa; in queste condizioni il motore assorbe più energia elettrica dalla fonte di alimentazione ed è in grado di svolgere lavoro meccanico.

Poiché l'afflusso di corrente nell'indotto è regolato dalla velocità di rotazione, per l'avvio del motore occorre impiegare speciali dispositivi. Quando è fermo, l'indotto non offre praticamente alcuna resistenza al passaggio di corrente, per cui se viene applicata la normale tensione di esercizio fluisce una corrente troppo intensa, che può danneggiare il commutatore o l'avvolgimento dell'indotto. Per ovviare a questo inconveniente si usa in genere una resistenza in serie con l'indotto che consente di ridurre la corrente finché la tensione d'arresto non raggiunge un livello sufficiente; man mano che il motore acquista velocità, la resistenza viene gradualmente ridotta.

Oltre che dalla corrente dell'indotto, la velocità del motore a corrente continua dipende dall'intensità del campo magnetico che agisce sull'indotto stesso: più intenso è il campo, minore è la velocità di rotazione necessaria a generare una tensione d'arresto abbastanza alta da contrastare la tensione applicata, per cui la velocità del motore può essere regolata variando la corrente di eccitazione.

Quando conviene generare una tensione molto alta, gli indotti rotanti non si rivelano pratici a causa della possibilità di scintillamento fra le spazzole e le lamelle di contatto e del rischio di guasti meccanici che potrebbero provocare cortocircuiti. Si costruiscono perciò alternatori con indotto fisso entro il quale gira un rotore costituito da elettromagneti. Il principio di funzionamento è identico a quello dell'alternatore prima descritto, tranne per il fatto che ruota il campo magnetico anziché l'indotto.

La corrente generata dagli alternatori sopra descritti raggiunge un valore massimo, cala fino a zero, raggiunge un valore minimo negativo e ritorna a zero un certo numero di volte al secondo, a seconda della frequenza di progetto della macchina. Tale corrente è nota come corrente alternata monofase. Se l'indotto è costituito da due avvolgimenti, perpendicolari fra loro e con connessioni esterne separate, vengono a crearsi due onde di corrente, ciascuna delle quali ha intensità massima quando l'altra è nulla. Tale corrente è chiamata corrente alternata bifase. Se si dispongono tre avvolgimenti a 120° uno rispetto all'altro, la corrente viene prodotta sotto forma di onda tripla e viene chiamata corrente alternata trifase. Per ottenere un maggior numero di fasi è sufficiente aumentare il numero degli avvolgimenti. Nell'elettrotecnica moderna si usa più comunemente la corrente alternata trifase, e l'alternatore trifase è il generatore elettrico tipico.

I motori a corrente alternata polifase sono di due tipi fondamentali: motori sincroni e motori asincroni a induzione e a commutazione. Il motore sincrono è essenzialmente l'inverso di un alternatore trifase. Gli elettromagneti sono montati sul rotore e sono eccitati da corrente continua, mentre l'avvolgimento indotto è diviso in tre parti ed è alimentato da una corrente alternata trifase. La variazione delle tre onde di corrente genera un campo magnetico rotante, la cui velocità è determinata dalla frequenza della corrente alternata di alimentazione.

Il più semplice di tutti i motori elettrici è un particolare tipo di motore trifase asincrono. Nel rotore manca l'avvolgimento, le cui funzioni sono svolte da una serie di barre conduttrici, disposte attorno all'albero a costituire una sorta di gabbia. La corrente trifase che affluisce nell'avvolgimento dello statore genera un campo magnetico rotante che induce una corrente nei conduttori a barra della gabbia. L'interazione fra il campo rotante e i conduttori percorsi da corrente mette in rotazione il rotore. Se quest'ultimo ruota alla stessa velocità del campo magnetico non si ha corrente indotta. Durante il funzionamento, la velocità di rotazione del rotore e quella del campo magnetico differiscono di una quantità compresa tra il 2% e il 5% circa, e tale differenza è nota come scorrimento.

Questi motori possono essere alimentati da corrente alternata monofase mediante varie combinazioni di induttanza e capacità che modificano le caratteristiche della corrente monofase rendendola simile alla bifase. Si ottengono così motori a sfasamento, o a condensatore ecc., a seconda della combinazione utilizzata.

In casi particolari si usano macchine elettriche combinate di vario tipo. Spesso è utile passare dalla corrente continua a quella alternata o viceversa, oppure cambiare la tensione di un alimentatore a corrente continua, oppure la frequenza o la fase di un generatore a corrente alternata. In tali casi può servire un motogeneratore, cioè un gruppo formato da un motore, alimentato dal tipo di corrente disponibile, che aziona un generatore elettrico capace di produrre la corrente e la tensione richieste. I motogeneratori possono essere di vario tipo. Il convertitore rotante è una macchina in cui un unico rotore porta due avvolgimenti separati e serve a trasformare la corrente da alternata a continua; la corrente alternata di alimentazione viene applicata al rotore mediante un collettore ad anello e la corrente continua viene erogata da un commutatore separato. Il dinamotore, di solito impiegato per trasformare una corrente continua a bassa tensione in corrente continua ad alta tensione, è una macchina analoga, con avvolgimenti separati su rotore unico.

Per trasmettere a distanza una coppia o un moto meccanico per via elettrica si usano coppie di macchine dette ripetitori (più propriamente, una coppia costituita da un trasmettitore e un ripetitore). Il tipo più comune è il ripetitore ad albero elettrico (noto anche come synchro), in cui sia il trasmettitore sia il ripetitore sono costituiti da un rotore e da uno statore con avvolgimenti disposti a 120°, come negli alternatori trifasi. Gli avvolgimenti di un rotore sono collegati in parallelo con i corrispondenti avvolgimenti dell'altro, mentre gli avvolgimenti degli statori sono collegati in parallelo con una sorgente esterna di corrente alternata. Quando i rotori sono nella stessa posizione rispetto agli statori, le correnti indotte nei rotori sono identiche e si annullano reciprocamente, ma se si sposta uno dei rotori si crea uno squilibrio che genera nell'altro una corrente indotta. Per effetto di questa corrente il secondo rotore risente di una forza, e si sposta fino a raggiungere la stessa posizione relativa del primo. I ripetitori trovano largo impiego negli strumenti di controllo o di indicazione a distanza, dove non risulti pratico o sia impossibile un collegamento meccanico.

Le macchine a corrente continua come le amplidine e i rototrol, caratterizzate da due o più avvolgimenti di eccitazione, possono essere usate come amplificatori di potenza. Una piccola variazione nella potenza fornita a un avvolgimento di eccitazione provoca una molto più ampia variazione nella potenza erogata dalla macchina. Queste macchine, note come amplificatori elettrodinamici, sono spesso impiegate nei servomeccanismi e in altri sistemi di controllo.