Silniki przeznaczone do zastosowań próżniowych mają pewne podobieństwa strukturalne do silników standardowych – zazwyczaj składają się ze stojana, wirnika, uzwojeń, łożysk i obudowy – jednak ich konstrukcja wewnętrzna wymaga specyficznych modyfikacji ze względu na wyjątkowe środowisko pracy. Oprócz zapewnienia wsparcia strukturalnego i ochrony, obudowa silnika musi ułatwiać odprowadzanie ciepła; w związku z tym projekty często mają na celu skrócenie ścieżki przewodzenia ciepła z wnętrza na zewnątrz. Stojan składa się głównie z żelaznego rdzenia i uzwojeń; te ostatnie wykorzystują materiały izolacyjne odpowiednie do środowisk próżniowych, aby zminimalizować odgazowywanie, które mogłoby pogorszyć jakość próżni. Konstrukcja wirnika jest dostosowana do konkretnych wymagań dotyczących prędkości obrotowej i obciążenia, równoważąc wytrzymałość mechaniczną z koniecznością minimalizacji strat i wibracji podczas pracy.
Zespół łożyska jest krytycznym elementem silników próżniowych. Ponieważ gęstość powietrza w próżni jest niska, standardowe metody smarowania mogą okazać się nieskuteczne, prowadząc do pogorszenia wydajności łożyska; dlatego też typ łożyska i metodę smarowania należy wybrać w oparciu o prędkość silnika, obciążenie i określony poziom podciśnienia. W zastosowaniach wymagających wysokiej czystości próżniowej użycie smarów jest często minimalizowane, aby zapobiec zanieczyszczeniu spowodowanemu odgazowaniem smaru. Co więcej, dokładność pasowania pomiędzy wałem a łożyskami bezpośrednio wpływa na poziom wibracji i hałasu; dlatego też wysoka precyzja wymiarowa i montażowa jest niezbędna podczas projektowania konstrukcji i produkcji.
Silniki przeznaczone do zastosowań próżniowych charakteryzują się zazwyczaj zwartą konstrukcją, co pozwala zmniejszyć ilość wewnętrznych materiałów i komponentów, minimalizując w ten sposób potencjalne źródła odgazowania. Elementy wewnętrzne, takie jak izolacja, kleje i inne części niemetalowe, poddawane są rygorystycznej selekcji, aby zapewnić użycie materiałów o niskim współczynniku odgazowania i dobrej stabilności termicznej. W przypadku szybkich silników próżniowych wirnik poddawany jest dynamicznemu wyważaniu, a wał i konstrukcje wsporcze są starannie zaprojektowane, aby złagodzić wibracje powstające przy dużych prędkościach obrotowych. Wreszcie, podczas integrowania silnika z urządzeniami próżniowymi, uwzględnia się takie czynniki, jak wymiary montażowe, metody uszczelniania i konfiguracje przewodów doprowadzających, aby zapewnić, że silnik spełnia wymagania napędu, pozostając jednocześnie zgodnym z warunkami pracy całego systemu próżniowego.
