يدور المحرك الخطوي بخطوات منفصلة. إرسال نبضة واحدة يُحركه خطوة واحدة. إرسال 200 نبضة يُحركه دورة كاملة. لا يحتاج المحرك إلى مُشفّر لمعرفة موضعه، إذ يقوم المتحكم بحساب النبضات. هذه البساطة تجعل المحركات الخطوية شائعة الاستخدام في طابعات ثلاثية الأبعاد، وآلات CNC، والروبوتات الصغيرة.

تحتوي المحركات الخطوية على ملفات متعددة. يقوم المتحكم بتنشيطها بالتتابع. يصطف الدوار مع الملف المُنشط، ثم ينتقل إلى الملف التالي مع تقدم التسلسل. تعتمد زاوية الخطوة على تصميم المحرك. زوايا الخطوة الشائعة هي 1.8 درجة و0.9 درجة، والتي تُقابل 200 أو 400 خطوة لكل دورة.

خصائص المحرك المتدرج

• التحكم في الموضع ذو الحلقة المفتوحة: لا حاجة إلى جهاز تشفير.
• عزم دوران عالٍ عند السرعات المنخفضة.
• تكلفة منخفضة وتحكم بسيط.
• قد يفقد بعض الخطوات تحت الحمل الزائد.
• تنخفض الكفاءة عند السرعات العالية.

تكمن نقطة الضعف الرئيسية في فقدان الخطوة. فإذا كان الحمل مرتفعًا جدًا أو كان التسارع سريعًا جدًا، يتخطى المحرك خطوة. ولا يكتشف المتحكم ذلك لعدم وجود تغذية راجعة، وبالتالي يصبح الموضع خاطئًا من تلك اللحظة فصاعدًا. لهذا السبب، تُستخدم محركات الخطوة في المهام التي يُسمح فيها بأخطاء موضعية عرضية، أو حيث يكون الحمل قابلاً للتنبؤ. وتضيف بعض الأنظمة مُشفِّرًا لاكتشاف فقدان الخطوة وتصحيحه. بينما تستخدم أنظمة أخرى محرك خطوة ذو حلقة مغلقة، يجمع بين بساطة محرك الخطوة وموثوقية محرك المؤازرة. صحيح أن محركات الخطوة ليست بدقة أو كفاءة محركات المؤازرة، إلا أنها رخيصة وسهلة الاستخدام، وهذا يكفي للعديد من التطبيقات.