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無刷直流電機的工作原理本質上與有刷電機類似，有刷直流電機采用機械的電刷和換向器對繞組中的電流進行換向。而無刷電機采用電子方式對繞組電流換向。
直流電機中轉矩是通過永磁體磁場和繞組中的電流相互作用產生的，在有刷電機中，換向器通過切換電樞繞組實現電樞電流的換向與合適的磁場。而無刷直流電機中，霍爾位置傳感器探測轉子旋轉磁場的位置，通過邏輯與驅動電路，給相應的繞組激勵。總的說來，繞組根據電機永磁體的磁場作出反應，從而產生需要的轉矩。如圖1是一種三相8極（四對磁極）無刷直流電機基本組成：
無刷直流電機主要組成
無刷直流電機主要組成
旋轉的永磁體轉過雙極型數字霍爾傳感器時，會使雙極型數字霍爾傳感器狀態發生改變。如上圖中8極磁體無刷直流電機中，每兩個南極之間相隔90度，霍爾傳感器相隔120度放置，此時霍爾傳感器之間電角度相隔30度。南極靠近時，雙極型數字霍爾傳感器轉換工作狀態，當第一個數字霍爾傳感器在0度電角度轉為工作狀態時，第二個數字霍爾傳感器在30度電角度時工作，第三個數字霍爾傳感器在60度電解時工作。
當北極經過雙極數字型霍爾傳感器時，數字霍爾傳感器會轉為釋放狀態，旋轉的8極磁體的每個北極與相鄰的南極之間為45度，因此，數字霍爾傳感器在磁體轉過45度后，會由工作狀態轉為釋放狀態。如圖2為數字霍爾傳感器控制的輸出電平狀態。
霍爾傳感器輸出電平狀態
數字霍爾傳感器控制的輸出電平狀態
上述三個雙極型數字霍爾傳感器的輸出作為轉子位置的編碼器使用，將磁體的位置和極性信息作為信號發送給邏輯電路，用于開斷H形橋式功率管，如圖3，三相無刷直流電機典型驅動電路。
三機無刷直流電機典型驅動電路
三相無刷直流電機典型驅動電路
圖中R1,S1,T1可以由上述信號驅動，而R2,S2,T2由上述信號反相后驅動。這樣，根據旋轉磁體的位置，每對功率管會相應地開通或判斷，從而以正確的順序、在正確的時間為電機繞組提供電流。
數字霍爾元件的選型，需根據安裝要求（即轉子磁場方向）與霍爾元件的感應方向，進行合理選擇。
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