Žingsninis variklis yra elektrinis įtaisas, kuris padalija visą variklio sukimąsi į atskiras dalis, vadinamas žingsniais. Paprastai šie varikliai yra be šepetėlių, kad palengvintų sinchroninį sukimąsi ir veiktų be išorinio šaltinio įvesties į pačią pavarą. Jie veikia naudojant elektromagnetus, išdėstytus skirtingose vietose aplink veleną, kiekviename išgraviruotus dantimis. Šie dantys atitinka dantis, kurie dedami ant paties krumpliaračio. Kai krumpliaratis sukasi, viena sekcija sutampa su pirmojo elektromagneto dantimis, atslenkdama dantis nuo kitų elektromagnetų ir pakartodama šį veiksmą, kai ji sukasi.
Bendras žingsninių variklių principas yra perkelti kiekvieną sukimąsi į tam tikrą fazę. Kiekviena žingsninio variklio fazė valdoma pakartotinai įjungiant ir išjungiant elektromagnetą. Tai reiškia, kad skirtingai nuo nuolatinės srovės (DC) variklių, kuriuose naudojami šepečiai ir kurie valdomi įtampa, žingsninius variklius reikia įkrauti tik ant paties veleno.
Įrenginio konstrukcijoje yra trijų tipų žingsninio variklio valdymo mechanizmai. Viename formate naudojamas nuolatinis magnetas, esantis rotoriuje, kad valdytų elektromagnetus, sukurdamas krumpliaračio trauką ir atstūmimą. Kiti naudoja magnetinį valdiklį ant paties veleno ir iš esmės traukia pavarą link veleno priešingai nei ankstesniame formate. Dar kitas dizainas yra kombinuota technika, kuri naudoja magnetines reakcijas tiek iš krumpliaračio, tiek iš veleno.
Dėl kai kurių neigiamų žingsninių variklių charakteristikų jie yra labai unikalūs judesio valdymo srityje. Pirma, žingsninio variklio vairuotojui reikia nuolatinio maitinimo šaltinio. Be to, įrenginio fizika reiškia, kad didėjant pavaros greičiui, tikrasis sukimo momentas mažėja. Taip susidaro situacija, kai variklis pradeda vibruoti, o tai galima valdyti tik pridedant amortizatorių prie paties veleno. Vienas iš būdų sušvelninti šį bendrą poveikį – į sistemą įtraukti daugiau elektromagnetų, o tai padidina žingsnių skaičių ir sumažina vibraciją.
Dauguma šiuolaikinių žingsninių variklių valdomi per kompiuterinę sistemą, kuri palaiko tinkamą padėties nustatymą skaitmeninėmis komandomis. Jie gali būti daug mažesni nei nuolatinės srovės varikliai, nes pačiai pavarai trūksta įtampos. Mažų žingsninių variklių, naudojamų šiuolaikinėje įrangoje, pavyzdžiai yra kompaktinių diskų įrenginiuose, kompiuterių spausdintuvuose ir kituose tiksliai valdomuose įrenginiuose, kuriems reikia nedidelių detalių veiksmų, kad jie tinkamai veiktų.