精密电主轴由不带外壳的电机、主轴、轴承、主轴单元外壳、驱动模块和冷却装置等组成。电机的转子通过压配方法与主轴形成一体，主轴则由前后轴承支撑。电机的定子通过冷却套安装在主轴单元的外壳中。主轴的速度变化由主轴驱动模块控制，而主轴单元中的温升由冷却装置限制。在主轴的后端装有测量速度和测角位移的传感器，前端的内锥孔和端面用于安装刀具。

精密电主轴的冷却由于电主轴将电机集成在主轴单元中，而且转速很高，在运转的时候会产生大量的热量，造成电主轴的温升，使电主轴的热态特性和动态特性变差，从而影响电主轴的正常运行。因此，需要采取一定的措施来控制电主轴的温度，使其恒定在一定值内。目前机床一般使用强制循环油冷却的方法来冷却电主轴的定子及主轴轴承，也就是说，通过油冷却装置的冷却油强制性在主轴定子外和主轴轴承外部循环，带走主轴高速旋转产生的热量。

在启动电主轴的时候，要先确保主轴套筒所需的循环冷却水是已开通的状态，而且冷却水的温度不能够超过35℃。当然也不能太低，也不能直接用自来水作为电主轴运转过程中的冷却水，以免电主轴内部的热空气遇冷的时候而形成凝结，影响绝缘和轴承生锈。

其次，冷却水的流量应控制在3~6L/min，且是干净无杂物的，以防堵塞通道。而电主轴冷却水箱中水量约为60L~100L；进水口和出水口不能靠得太近，使水在水箱中需要有一个冷却过程，使进出口水的温差能够达到一定的程度，防止造成热水循环而达不到冷却效果。

另外，为了减少精密电主轴轴承的发热，还需要对主轴轴承进行合理的润滑。