单相步进电机是在一个线圈骨架上缠绕环形线圈，给它通以正负交变的电流，每切换一次电流就按固定方向走一步.由于转子磁路所通过的磁导(磁阻的倒数，表示磁通流过的容易程度)变大为其转动方向，故单相步进电机只能按一个方向运动。为使转动方向确定，磁导采取了多种措施，例如使定子磁极宽于转子，定子与转子之间的工作气隙不均匀，转动方向为磁阻小的方向。图2.2为单相步进电机的转动原理。
图2.2(a)定子绕组通正电流，定子磁极产生N和S极，转子的N和S极被定子磁极吸引，停在图示位置。当定子电流由正变负时，在切换过程中，电流接近于零，定子对转子的吸引力接近零，此时转子磁通产生的转矩为主，如图2. 2(b)所示，转子的磁通要走气隙最小的路径，故转子在磁通力矩的作用下，沿箭头方向运动到转子磁极轴线(N和S极的中心线)正对气隙最小处停止。当定子绕组为负电流时，如图2. 2(c)所示，定子磁极的极性反转，转子磁极受到定子N和S极的斥力和引力作用，沿箭头方向运动，直到定转子磁极轴线重合时转子停止运动。加在绕组上的电流再次变换方向由负变正时，电流过零变正，则转子经过图2. 2(d)向图2. 2(a)移动，步距角为1800。上述动作反复进行，电机转子就能继续转动。
从以上单相步进电机的运行原理看出，单相步进电机的电磁转矩只在定子电流变换时产生，故其平均转矩比两相以上的电机要小得多，响应脉冲频率也在l00pps以下，故其用途受到很大限制，只能在响应脉冲频率比较低的轻载下运行.例如时钟、车用计时器(发动机计时器)、水表计数器等。