交流同步電機的結構與感應電機一樣，同步電機也是由定子及轉子兩大部分所組成，定子上有三相交流繞組；轉子上則有勵磁繞組，通入直流電流后，能產生磁場。
1 定子：   
同步電機的定子有時也稱為電樞，由定子鐵芯、電樞三相繞組、機座和端蓋等部件所組成。同步電機的定子鐵芯是由硅鋼片沖制后疊裝而成。當大型同步電機沖片外圓的直徑大于1m時，由于材料標準尺寸的限制，必須做成扇形沖片，然后按圓周拼合起來疊裝而成。
2 轉子：   
同步電機的轉子有兩種結構型式，即凸極式和隱極式。
     （1）凸極式：轉子有明顯的突出的磁極，氣隙分布不均勻。
     （2）隱極式：轉子作成圓柱形，氣隙均勻分布。區別：對于高速旋轉的同步電機，在轉子結構上，我們采用隱極式，而對于低速旋轉的電機，由于轉子的圓周速度較低，離心力較小，故采用制造簡單、勵磁繞組集中安放的凸極式結構。大型同步發電機通常用汽輪機或水輪機作為原動機來拖動，故前者稱為汽輪發電機，后者稱為水輪發電機。
      汽輪發電機：轉速高，采用隱極式。 
      水輪發電機：轉速低，采用凸極式。交流同步電機的工作原理：轉子上有成對磁極，定子上有三相對稱交流繞組。原動機帶動轉子旋轉，形成旋轉磁場，該磁場在氣隙空間定子繞組的有效邊被旋轉磁場切割，并在其中產生感應電勢。