單極直流電機是一種電樞導電部分始終工作于單一極性磁場中的直流電機。它是一種低壓大電流無換向器的直流電機。

    當兩個環形勵磁線圈通直流電時，電機氣隙的整個圓周上將產生單一極性的磁場。當轉軸帶動圓筒形銅質電樞旋轉時，樞軸向兩端即感生電動勢，其方向是固定不變的。此電動勢由電刷從電樞兩端引出。電刷的作用只是引出電流，無換向問題。

    由于電樞是一個銅環，無需絕緣，它發熱小，耐高熱；加上這種電機結構簡單、維護容易和可靠性高等優點，在冶煉及電化學行業中獲得廣泛應用。單極直流電機電壓低，電流大。電壓只有幾伏或十幾伏，而電流可達幾百安，幾千安，甚至上萬安。因此電刷的接觸損耗和發熱相當大，磨損也快。實用上應盡可能加多并聯電刷的數目,采用接觸電壓降小的銅-石墨電刷，或用導電和導熱更好的液態金屬，如水銀或鈉鉀合金等做電刷。要提高單極直流電機電壓，就必須提高氣隙磁通密度和轉速。轉速受旋轉體機械強度的限制，氣隙磁通密度則受鐵磁飽和限制，都不能過高。如采用超導技術則可使單機功率比普通電機提高十幾倍以上。

    當原電機驅動電樞繞組在主磁極N、S之間旋轉時，電樞繞組上感生出電動勢，經電刷、換向器裝置整流為直流后，引向外部負載（或電網），對外供電，此時電機作直流發電機運行。如用外部直流電源，經電刷換向器裝置將直流電流引向電樞繞組，則此電流與主磁極N.S.產生的磁場互相作用，產生轉矩，驅動轉子與連接于其上的機械負載工作，此時電機作直流電動機運行。