Οι βηματικοί κινητήρες είναι κινητήρες που περιστρέφουν έναν καθορισμένο αριθμό μοιρών ως απόκριση σε έναν ηλεκτρονικό παλμό. Αυτή η μέθοδος επιτρέπει τον λεπτό έλεγχο της ταχύτητας και του μεγέθους περιστροφής χωρίς τη χρήση συστήματος ανάδρασης. Οι βηματικοί κινητήρες χρησιμοποιούνται συχνά σε μονάδες δίσκου, εργαλειομηχανές και ρομποτική. Εκτιμώνται για την υψηλή ροπή τους στις χαμηλές στροφές και επειδή τείνουν να είναι εξαιρετικά αξιόπιστα σε όλα τα περιβάλλοντα.
Ένας βηματικός κινητήρας είναι βασικά ένας κύκλος ηλεκτρομαγνητών που είναι διατεταγμένοι γύρω από έναν μόνο μόνιμο μαγνήτη, που ονομάζεται ρότορας. Ένας παλμός ηλεκτρικής ενέργειας στέλνεται σε κάθε ηλεκτρομαγνήτη με τη σειρά του, φορτίζοντάς τον. Αυτό κάνει τον μαγνήτη να περιστρέφεται προς αυτόν τον ηλεκτρομαγνήτη. Αυτός ο ηλεκτρομαγνήτης αποφορτίζεται και στη συνέχεια στέλνεται ένα φορτίο στον επόμενο. Η φόρτιση και η εκφόρτιση των ηλεκτρομαγνητών κάνει τον ρότορα να περιστρέφεται 360 μοίρες στον άξονά του. Εάν οι ηλεκτρονικοί παλμοί είναι αρκετά γρήγοροι, οδηγεί σε συνεχή περιστροφή του ρότορα.
Μια κίνηση του ρότορα ονομάζεται βήμα. Κάθε βήμα έχει το ίδιο μέγεθος, με διακύμανση όχι μεγαλύτερη από 3 έως 5 μοίρες. Καθώς κάθε παλμός είναι ένα διακριτό συμβάν, οι διακυμάνσεις δεν αθροίζονται με την πάροδο του χρόνου και προκαλούν σημαντική απώλεια ακρίβειας. Αυτό σημαίνει ότι οι βηματικοί κινητήρες δεν μπορούν ποτέ να απέχουν περισσότερο από 5 μοίρες από την τέλεια ακρίβεια.
Η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα μπορεί να αλλάξει μεταβάλλοντας τη συχνότητα του παλμού. Εάν οι παλμοί σταματήσουν, όπως όταν δεν αποστέλλεται ρεύμα στον κινητήρα, ο ρότορας θα ευθυγραμμιστεί με τον πλησιέστερο μαγνήτη και θα παραμείνει εκεί. Η έλξη μεταξύ του μαγνήτη και του μετάλλου είναι αρκετή για να μην περιστρέφεται ο άξονας.
Οι βηματικοί κινητήρες έχουν γενικά τρία βήματα. Η λειτουργία πλήρους βήματος αναγκάζει τον ρότορα να μετακινηθεί ένα πλήρες βήμα για κάθε παλμό. Πολλοί τυπικοί βηματικοί κινητήρες είναι 200 βημάτων, που σημαίνει ότι κάθε παλμός κάνει τον ρότορα να κινείται κατά 1/200 του κύκλου 360 μοιρών. Επομένως, ένας τυπικός βηματικός κινητήρας που έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία πλήρους βήματος θα περιστρέφεται περίπου 1.8 μοίρες για κάθε παλμό.
Η λειτουργία μισού βήματος επιτρέπει στον χειριστή να διπλασιάσει τον αριθμό των βημάτων ανά πλήρη περιστροφή. Ένας τυπικός κινητήρας 200 βημάτων που έχει ρυθμιστεί σε λειτουργία μισού βήματος θα έχει ουσιαστικά 400 βήματα, επειδή ο ρότορας κινείται μισό βήμα για κάθε παλμό. Η λειτουργία Microstep διαιρεί την περιστροφή σε ακόμη μικρότερα βήματα. Κάθε διαίρεση ενός παλμού επιτρέπει μεγαλύτερη ακρίβεια, αλλά προκαλεί επίσης στον κινητήρα να χάσει μέρος της ροπής του.