Un electromagnet funcționează pe principiul că un curent electric nu numai că permite electronilor să circule într-un circuit, dar generează și un mic câmp magnetic. Când un fir care transportă electricitate este înfăşurat, câmpul magnetic devine şi mai puternic. Obiectele din fier sau oțel înconjurate de acest fir electric spiralat devin și ele magnetizate. Această combinație de energie electronică, cablaj spiralat și obiect metalic conductiv formează baza dispozitivului.
Poate fi mai ușor să ne gândim la un electromagnet ca la un magnet electronic, nu la un magnet electric. Ceea ce este relevant este fluxul liber al electronilor într-un circuit și efectele acestora asupra firului care îi poartă. Este posibil să se demonstreze principiile de bază folosind o sursă de cabluri de cupru goale, o baterie chimică de dimensiune D și un cui din fier sau oțel.
Reacția dintre metale și acid din bateriile chimice face ca o mulțime de electroni liberi să se adune în apropierea stâlpului negativ (-), în general la capăt cu o ușoară depresiune. Dacă cineva conectează capătul negativ al bateriei cu stâlpul pozitiv (+), toți acești electroni vor curge prin fir către stâlpul pozitiv și, în cele din urmă, vor reveni la capătul negativ. Deoarece nu există nimic care să le blocheze calea de-a lungul firului, cum ar fi un bec sau un motor, electronii vor înceta în curând să curgă și bateria „va muri”.
Cu toate acestea, electronii care curg fac mai mult decât să treacă prin fir într-un circuit. Mișcarea electronilor determină formarea unui câmp magnetic ușor în jurul firului. Acest câmp nu este deosebit de puternic atâta timp cât firul rămâne drept, dar bobinarea firului în spirale strânse va întări câmpul magnetic de multe ori pe măsură ce suprafața firului este condensată.
Firul spiralat poate genera un câmp magnetic măsurabil care poate afecta o citire a busolei sau mici pilituri de fier, dar are nevoie de un mijloc pentru a concentra toată energia. Aici intervine cuiul de fier sau oțel. Dacă firul care poartă electronii este înfășurat strâns în jurul unui metal care poate fi magnetizat, metalul însuși devine un electromagnet. Atâta timp cât curentul continuă să curgă prin firul spiralat de la baterie sau altă sursă de electricitate, miezul metalic va avea toată puterea și proprietățile unui magnet natural, inclusiv polii pozitivi și negativi și capacitatea de a atrage sau respinge alți magneți.
Această capacitate de a atrage și respinge alternativ alte câmpuri magnetice duce direct la crearea unui motor electric. Arborele unui motor electric nu este altceva decât fire spiralate conectate la o sursă de electricitate. Pe măsură ce electromagnetul alternează între polaritatea pozitivă și cea negativă, este fie atras, fie respins de magneții permanenți care îl înconjoară. Acest lucru face ca arborele să se rotească rapid într-o direcție și permite motorului să efectueze lucrul pe baza acelei mișcări.