单相电机的工作原理主要基于 单相交流电产生的旋转磁场作用于电机中的转子，使转子得以旋转。具体来说，单相电机的定子绕组中只有一组线圈，线圈通过一个分流器将交流电分成两路，形成两个90度相位差的电流，这两路电流在定子绕组中形成两个旋转磁场。由于两个旋转磁场的磁通量大小和方向不同，它们会交替地作用于电机中的转子，产生旋转力矩，从而带动转子转动。
在单相电机中，通常使用辅助起动装置来帮助电机启动。辅助装置如电容器和起动开关与主线圈并联连接，产生较大的起动转矩，以帮助电机启动。当电源通电时，通过主线圈产生的旋转磁场与单相电流的交变磁场相互作用，产生一个旋转磁场，这个旋转磁场将转子带动，使单相电机旋转。
单相电机的工作原理还可以通过电磁感应来解释。当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，因此又称这个磁场为交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场。当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时，转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小，转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大，这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来。
为了使单相电机能自动旋转起来，并且旋转方向固定，可以在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动起动。起动后，待转速升到一定时，借助于一个安装在转子上的离心开关或其他自动控制装置将起动绕组断开，正常工作时只有主绕组工作。
综上所述，单相电机的工作原理主要是通过单相交流电产生的旋转磁场和辅助起动装置（如电容器和起动开关）的作用，使电机中的转子产生旋转力矩并带动转子转动。