同步电动机正常运行时，定子旋转磁场拉着转子磁场以同步转速旋转，同步电磁转矩与转子轴上的机械负载转矩相平衡。所谓失步是指同步电动机受到来自电网、负载和本身的各种扰动破坏了电动机轴上的转矩平衡关系，转子转速不能再和定子旋转磁场的同步转速保持一致的情况。如果扰动不大，功率角（转矩角）稳定运行范围内，电动机本身具备自动调节能力；如果扰动过大造成失步，需要专门的保护装置。
当同步电动机在工频电源下起动时，原来转子是静止的，而定子旋转磁场立即以同步转速对转子作相对运动。由于转子的机械惯性，电动机转速具有较大的滞后，不能快速跟上同步转速；转矩角以π2为周期变化，电磁转矩呈周期性正负变化。这样，作用于转子的电磁转矩平均值为零，不能自行起动，这是同步电动机的一个重大缺点。在实际的同步电动机中，转子都有类似异步电动机的笼型起动绕组，使电动机按异步电动机的方式起动，当转速接近同步转速时再通入励磁电流牵入同步。对三相永磁同步电动机，通常采用变频起动的方法，即采取使电动机电源的频率从零逐渐增大的办法来起动。当定子电源频率很低时，同步转速1n也很低，这样，定子旋转磁场就可以“吸住”永磁转子跟着转动。