由于高速机车中电机和支承内的热量较高，所以主轴部件应设置有效的冷却系统。
电主轴内主要选用内嵌式异步电动机，功率恒定时能在较大范围内调整旋转频率。在某些情况下，也可使用特殊的同步电动机，虽然在价格上比异步电动机昂贵，但发热量较少，能保证主轴部件有较高的精度，且在旋转频率较低时也有较大的输出力矩。
为了调节电主轴的旋转频率，可使用配有轴定向装置的向量控制数字系统。
HF系列的电主轴装有陶瓷轴承，例如HF170.2A/Z型电主轴内，装有直径为65mm和55mm的陶瓷轴承（振摆小于3m，轴向刚度为230N/m，径向刚度为270N/m）。专用的异步电动机在每公斤重量输出功率比率达0.45kV/kg的情况下能保证损耗最小，且在旋转频率较低时有较大的输出力矩；机内的热效应保护装置由热变阻器和水冷却系统组成；控制电动机可保证主轴停止时的定位。
电主轴支承润滑有两种方案：一种是一次性装入支承的塑性润滑材料，可供整个寿命期内使用（nmax=16000r/min）；另一种是一次性装入油气润滑材料，供整个寿命期内使用（nmax=24000r/min；转速达8000r/min时的加速时间为0.6s）。