Zasadę działania miniaturowych motoreduktorów można podzielić na dwie części: zasadę obrotu silnika i zasadę redukcji reduktora.
Zasada rotacji silnika
Silniki stosowane w miniaturowych motoreduktorach to głównie silniki prądu stałego i silniki krokowe. Wśród nich silniki krokowe mają zalety w zakresie precyzji sterowania i ceny, dlatego są szeroko stosowane w wielu dziedzinach.
Zasada działania silnika krokowego opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Stojan silnika krokowego jest wyposażony w wielo-fazowe uzwojenia wzbudzenia, które po zasileniu generują wirujące pole magnetyczne. Wirnik składa się z pewnej liczby równomiernie rozmieszczonych materiałów ferromagnetycznych. Kiedy wirujące pole magnetyczne oddziałuje z wirnikiem, wirnik uzyska określony moment obrotowy i zacznie się obracać. Kierunek obrotu wirnika jest taki sam jak kierunek obrotu wirującego pola magnetycznego, a prędkość obrotowa jest proporcjonalna do częstotliwości zmian pola magnetycznego.
Zasada redukcji reduktorów
Zasada redukcji miniaturowych reduktorów można podzielić na dwa typy w zależności od różnych konstrukcji: redukcja przekładni planetarnej i redukcja przekładni ślimakowej.
(1) Zasada redukcji przekładni planetarnej
Reduktor planetarny jest powszechnym typem reduktora miniaturowego, charakteryzującym się zwartą budową, wysoką wydajnością przekładni i dużym przełożeniem redukcyjnym. Reduktor planetarny składa się z koła słonecznego, kół obiegowych i wewnętrznego pierścienia zębatego. Koło słoneczne znajduje się pośrodku reduktora, a wokół niego rozmieszczone są przekładnie planetarne. Wewnętrzny pierścień zębaty utrzymuje pewien luz w stosunku do przekładni planetarnych. Kiedy koło słoneczne się obraca, koła planetarne będą się obracać wokół koła słonecznego, a jednocześnie koła planetarne będą się obracać wokół własnych osi, osiągając w ten sposób redukcję prędkości pomiędzy wałem wejściowym i wyjściowym.
(2) Zasada reduktora przekładni ślimakowej
Reduktor ślimakowy jest również powszechnym typem reduktora miniaturowego, charakteryzującym się prostą konstrukcją, płynną przekładnią i niskim poziomem hałasu. Reduktor ślimakowy składa się z koła ślimakowego, ślimaka i obudowy. Jeden koniec ślimaka jest podłączony do silnika, a koło ślimakowe znajduje się na drugim końcu ślimaka. Obudowa podtrzymuje i chroni ślimacznicę i ślimak. Kiedy ślimak się obraca, koło ślimakowe otrzymuje określony moment obrotowy i obraca się, podczas gdy prędkość koła ślimakowego maleje, osiągając w ten sposób redukcję prędkości pomiędzy wałem wejściowym i wyjściowym.