無論哪種變頻器，其基本的工作和轉換思路就是先將交流轉換為直流，再經過斬波濾波變換為頻率可調節的交流電。當採用變頻器給電機供電時，可以透過調節電壓、電流或頻率的方式，使電機按規定模式運轉。不同的控制模式，電機的調速效能、運特性及適配負載也是不一樣的。
變頻器的控制方式有開環和閉環控制兩種，控制模式有電壓/頻率即V/f控制、轉差控制、向量控制和轉矩控制等。
V/f控制模式應用最為普遍。普通電機當做變頻電機使用，就是利用變頻器同比例調節電壓、頻率的大小，實現無極調速，將恆速裝置升級為運轉速度可任意調節的高效能產品。對於運轉速度調節範圍不寬的場合，這種簡單粗放的控制模式技術門檻低，只需要在電源與電機之間串入變頻器即可，電控系統基本不變。
專門設計用於變頻器供電的變頻電機配置了獨立風機，不會因為調速範圍往低速的延伸而出現通風散熱條件惡化情況，但低速效能仍然相對較差。因為在低速執行時，導磁材料的磁效能低，同樣的勵磁電流產生的感應電動勢較小，出現弱磁現象。
為了解決變頻電機低頻弱磁問題，一般會在低速執行時進行電壓補償，即低轉速執行時需適當調高電壓值，使V/f曲線適應恆磁執行的要求。在調速節能應用場合，如風機、水泵、空調及家用電器中，恆磁執行理念基礎上的V/f控制模式不僅確保了電機穩定執行，本體的能效水平也始終維持理想狀態，節能效果遠比同比例調節電壓、頻率大小的粗放控制模式要好。
高效能應用的變頻電機控制模式，可以適應過載或需要精準控制的場合。向量控制可以獲得非常理想的轉矩特性，經常應用在提升、起重類裝置；配備編碼器、超速開關的變頻電機，變頻器與電機構成閉環控制系統，可以精準控制轉速和轉矩特性，流水作業場合隨處可見。
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