В соответствии с принципом обратимости электрических машин синхронная машина может работать не только в режиме генератора, но и в режиме двигателя, если к валу ротора приложить тормозной момент. При этом машина начинает потреблять из сети электрическую энергию и преобразовывать её в механическую. Частота вращения ротора остаётся неизменной, жёстко связанной с частотой сети по соотношению:
n2 = n1 = f/p×60.
Конструкция синхронных двигателей в принципе не отличается от конструкции синхронных генераторов, но их изготовляют преимущественно явнополюсными с 2p = 6÷24 (количество полюсов); воздушный зазор делают меньшим, чем у генераторов той же мощности, (уменьшает пусковой ток); демпферную (успокоительную) обмотку выполняют стержнями большого сечения (при пуске двигателя она является пусковой); полюсные наконечники двигателей шире, чем генераторов. Поэтому выпускаемые промышленностью синхронные машины имеют обычно целевое назначение – либо это синхронные генераторы, либо синхронные двигатели.