同步發電機和其它類型的旋轉發電機一樣，由固定的定子和可旋轉的轉子兩大部分組成。一般分為轉場式同步電機和轉樞式同步發電機。
同步發電機定子鐵心的內圓均勻分佈著定子槽，槽內嵌放著按一定規律排列的三相對稱交流繞組。這種同步電機的定子又稱為電樞，定子鐵心和繞組又稱為電樞鐵心和電樞繞組。
轉子鐵心上裝有製成一定形狀的成對磁極，磁極上繞有勵磁繞組，通以直流電流時，將會在發電機的氣隙中形成極性相間的分佈磁場，稱為勵磁磁場(也稱主磁場、轉子磁場)。
氣隙處於電樞內圓和轉子磁極之間，氣隙層的厚度和形狀對發電機內部磁場的分佈和同步發電機的性能有重大影響。
除了轉場式同步發電機外，還有轉樞式同步發電機，其磁極安裝於定子上，而交流繞組分佈於轉子表面的槽內，這種同步發電機的轉子充當了電樞。同步發電機中有三相對稱交流繞組。
