同步電機，和感應電機一樣是一種常用的交流電機。同步電機特點是：穩態運行時，轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p，其中f為電網頻率，p為電機的極對數，ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩態時同步電機的轉速恒為常數而與負載的大小無關。同步電機分為同步發電機和同步電動機。現代發電廠中的交流機以同步發電機為主。
同步電機的主要運行方式有三種，即作為發電機、電動機和補償機運行。
作為發電機運行是同步電機最主要的運行方式。
作為電動機運行是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動機的功率因數可以調，在不要求調速的場合，應用大型同步電動機可以提高運行效率。小型同步電動機在變頻調速系統中開始得到較多地應用。
同步電機還可以接于電網作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載，靠調節轉子中的勵磁電流向電網發出所需的感性或者容性無功功率，以達到改善電網功率因數或者調節電網電壓的目的。