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Im Großen und Ganzen sind Gleichstrommotoren ähnlich aufgebaut wie Gleichstromgeneratoren. In einem Gleichstrommotor wird bei Stromfluss durch den Anker ein Drehmoment erzeugt, das den Anker in Drehbewegung versetzt. Die Funktion des Kollektors und die Verbindung der Feldspulen des Motors sind genauso wie beim Generator. Die Drehung des Ankers induziert eine Spannung in den Ankerwicklungen. Diese induzierte Spannung ist der von außen an den Anker angelegten Spannung entgegengesetzt und wird daher auch als Gegenspannung bezeichnet. Sie kann bei schneller laufendem Motor fast so groß werden, wie die angelegte Spannung. In diesem Fall ist die Stromstärke sehr gering und der Motor läuft mit konstanter Geschwindigkeit. Im Lastbetrieb wird der Anker langsamer. Als Folge nimmt die Gegenspannung ab und der Stromfluss durch den Anker zu. Dadurch ist der Motor in der Lage, mehr Leistung aufzunehmen und mehr mechanische Arbeit zu verrichten.
Weil die Rotationsgeschwindigkeit die Stromstärke im Anker steuert, sind zum Starten eines Gleichstrommotors spezielle Vorrichtungen erforderlich. Wird bei stillstehendem Anker die normale Arbeitsspannung angelegt, fließt ein sehr starker Strom, der den Kollektor und die Ankerwicklungen beschädigen kann. Zur Vermeidung solcher Schäden wird meist ein Widerstand vor den Anker geschaltet - der so genannte Vorwiderstand. Dieser reduziert die Stromstärke bis der Motor eine ausreichende Gegenspannung aufgebaut hat. Während der Beschleunigungsphase wird die Wirkung des Vorwiderstandes langsam verkleinert. Diese Verringerung kann entweder von Hand oder automatisch erfolgen.
Die Geschwindigkeit, mit welcher der Gleichstrommotor läuft, hängt von der Stärke des auf den Anker wirkenden Magnetfeldes und von der Stromstärke im Anker ab. Je stärker das Magnetfeld, desto geringer die Drehzahl, mit der die Gegenspannung erzeugt wird.
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