Это синхронные машины, которые работают при частоте вращения магнитного поля статора равной частоте вращения ротора. При этом ротор, имеющий магнитные полюса, создаёт вращающееся намагниченное поле, которое при пересечении обмотки статора, наводит в ней электродвижущую силу.

Ротор синхронного генератора выполняется в виде постоянного магнита или электрического магнита. При этом ротор имеет количество полюсов, кратное двум. В обыкновенных автономных электростанциях, используемых в быту, ротор имеет два полюса, что обуславливает частоту вращения двигателя такого изделия, составляющую 3000 оборотов в минуту.

Работа такой электростанции начинается при запуске, когда ротор начинает создавать небольшое магнитное поле, которое увеличивается пропорционально увеличению оборотов двигателя. В целом, принцип работы очень схож с таковым у асинхронного генератора.

Синхронные электростанции нашли очень широкое применение, что обусловлено следующими отличительными особенностями:

- большая стабильность выходного напряжения при любых условиях работы.

- лёгкость в ремонте и высокая долговечность

-высокая стабильность выходного напряжения, которое будет колебаться в пределах +/-1 % от общего показателя.

Недостатки имеются, но не столь значительные, как у асинхронных двигателей:

- возможность возникновения перегрузки по току, что вызвано чрезмерным повышением тока в обмотке ротора регулятором.

- в каждом синхронном генераторе присутствует щёточный узел, который, периодически, будет нуждаться в очистке.