异步电动机的工作原理如下：
当定子绕组接入三相电源时，绕组中会有交变电流，在空间中会产生旋转磁场。如果旋转磁场顺时针旋转，静止转子和旋转磁场之间会有相对运动，转子的不同线会因切割磁力线而产生感应电动势。由于旋转磁场顺时针旋转，相当于转子导线逆时针切割磁力线，根据右手定则，确定转子导线上部感应电动势方向为外，下部为内。由于所有转子导线的两端分别由两个铜环连接，彼此形成一个闭合回路。所以在这种电动势的作用下，转子导线中有电流，这种电流与旋转磁场相互作用产生电磁力。根据左手定则可以找到力的方向。这些电磁力在转轴上形成一个——的电磁转矩，作用方向与旋转磁场的旋转方向一致，因此转子沿着旋转磁场的旋转方向旋转。如果旋转磁场反向，转子的旋转方向也会改变。
不难看出，转子的转速总是小于旋转磁场的转速，因为如果转子的转速达到同步转速，它与旋转磁场之间就不会有相对运动，转子导体就不再切割磁力线，所以它的感应电动势、电流和电磁转矩都为零。可以看出，转子始终跟随旋转磁场的转速，这就是我们称这种交流电机为异步电机的原因。因为这种电机的转子电流是由电磁感应产生的，所以也叫感应电机。
电机空载时，轴上的反作用力矩是由轴与轴承的摩擦和转动部分的风阻产生的，其值极小，所以此时转子产生的电磁力矩也很小，但其转速较高，接近同步转速。
如果电机的负载增加(即转子轴上的反作用转矩增加)，转子产生的电磁转矩小于增加瞬间轴上的反作用转矩，所以转子变慢。但是，定子的电流频率和极数通常是恒定的，因此旋转磁场的同步速度保持不变。随着转子转速的逐渐降低，转子与旋转磁场的速度差逐渐增大，因此转子导线中的感应电动势和电流及其产生的电磁转矩也随之增大。
异步电机的工作原理和变压器有很多地方相似。在变压器中，一次二次绕组是与同一主磁通相交链；在异步电动机中，定子绕组和转子绕组以相同的旋转磁通量相交。因此，异步电动机的定子绕组和转子绕组分别相当于变压器的一次绕组和二次绕组。异步电动机的旋转磁通相当于变压器中的主磁通。在变压器中，由于主磁通随时间不断变化，初级绕组产生感应电动势，该电动势与施加在初级绕组上的电源电压大致平衡。同样，在异步电机中，由于磁通在空间不断旋转，定子绕组也有感应电动势，这种感应电动势也被施加在定子绕组上的电源电压近似平衡。异步电机负载增大时，转子电流增大，建立的磁通势会影响旋转磁通。而当外加电压不变时，旋转磁通应保持基本不变，所以类似于变压器，此时定子绕组中的电流会增加，以抵消转子磁通势对旋转磁通的影响，从而保持不变。可以看出，异步电动机定子绕组的电流是由转子电流决定的。
异步电机和变压器也有区别。变压器是静止的，而异步电动机是旋转的；变压器磁路中的气隙极小(制造工艺造成)，而异步电机磁路中有两个较大的气隙(定子和转子之间)，所以变压器空载电流极小，而异步电机空载时流过定子绕组的电流比较大，其值约为定子绕组额定电流(即转子轴满载时的定子电流)的20-40%。
在异步电机中，能量也是通过旋转磁通的电磁感应力传递给转子的。转子从旋转磁场中获得的能量，除了一小部分外，都转化为转子输出的机械能。
