Pienoisvaihdemoottoreiden toimintaperiaate voidaan jakaa kahteen osaan: moottorin pyörimisperiaatteeseen ja vähennyksen alennusperiaatteeseen.
Moottorin pyörimisperiaate
Pienoisvaihdemoottoreissa käytettävät moottorit ovat pääasiassa tasavirtamoottoreita ja askelmoottoreita. Näistä askelmoottoreilla on etuja ohjaustarkkuuden ja hinnan suhteen, ja siksi niitä käytetään laajasti monilla aloilla.
Askelmoottorin toimintaperiaate perustuu sähkömagneettisen induktion periaatteeseen. Askelmoottorin staattori on varustettu monivaiheisilla virityskäämeillä, jotka generoivat pyörivän magneettikentän jännitteessä. Roottori koostuu tietystä määrästä tasaisesti jakautuneita ferromagneettisia materiaaleja. Kun pyörivä magneettikenttä on vuorovaikutuksessa roottorin kanssa, roottori saa tietyn vääntömomentin ja pyörii. Roottorin pyörimissuunta on sama kuin pyörivän magneettikentän pyörimissuunta, ja pyörimisnopeus on verrannollinen magneettikentän muutostaajuuteen.
Reduktoreiden vähentämisperiaate
Miniatyyrivähennysten alennusperiaate voidaan jakaa kahteen tyyppiin eri rakenteiden mukaan: planeettavaihteiston vähennys ja matovaihteisto.
(1) Planeettavaihteiston vähennysperiaate
Planeettavaihteisto on yleinen miniatyyrivähennystyyppi, jolle on tunnusomaista sen kompakti rakenne, korkea voimansiirtotehokkuus ja suuri alennussuhde. Planeettavaihteiston alennusmekanismi koostuu aurinkovaihteesta, planeettavaihteista ja sisäisestä hammaspyörästä. Aurinkovaihde sijaitsee supistimen keskellä ja planeettavaihteet on jaettu sen ympärille. Sisäinen hammaspyörärengas säilyttää tietyn välyksen planeettavaihteiden kanssa. Aurinkopyörän pyöriessä planeettapyörät pyörivät aurinkopyörän ympäri, ja samalla planeettapyörät pyörivät omilla akseleillaan, jolloin saadaan aikaan nopeuden pieneneminen tulo- ja lähtöakselin välillä.
(2) Kierukkavaihteen periaate
Kierukkavaihde on myös yleinen miniatyyrivähennystyyppi, jolle on ominaista yksinkertainen rakenne, tasainen voimansiirto ja alhainen melutaso. Kierukkavaihde koostuu kierukkapyörästä, kierteestä ja kotelosta. Madon toinen pää on kytketty moottoriin ja kierukkapyörä sijaitsee madon toisessa päässä. Kotelo tukee ja suojaa kierukkapyörää ja matoa. Kierukan pyöriessä kierukkapyörä saa tietyn vääntömomentin ja pyörii, kun taas kierukkapyörän nopeus laskee, jolloin saadaan aikaan nopeuden pieneneminen tulo- ja lähtöakselin välillä.