由于高速电主轴将电机集成到主轴总成的结构中，因此结构中无疑加入了热源。电机的发热主要包括定子绕组的铜损发热和转子的铁损发热。此外，主轴箱中电机转子的高速搅动使内腔中的空气变热。这些热源产生的热量主要通过主轴箱和主轴散失。因此，电机产生的一部分热量会通过主轴传递到轴承上，从而影响轴承的使用寿命，导致主轴的热伸长。

另外，主轴电机的散热和导热使主轴轴承需要得到合理的润滑和冷却，不然，高速电主轴的高速运转就无法得到了保障。为了改善热特性，电机冷却是必不可少的。电机工作时，循环冷却水引入水箱。为提高冷却效果，应严格控制冷却水进口温度，并有一定的压力和流量。为了防止电机发热影响主轴轴承，主轴应采用热阻大的材料，使电机转子的热量主要通过气隙传递到定子，并被冷却水吸收，从而保持高速电主轴的热稳定平衡。