惯量是刚体绕轴旋转的惯性的量度，旋转惯量是表征刚体旋转惯量大小的物理量，它与刚体的质量和质量相对于旋转轴的距离有关。惯量的定义是质量乘以它与旋转轴距离的平方。惯量的比较好理解的例子是冰上的花样滑冰运动员，当她双臂靠近身体旋转时，她的质量接近她的旋转轴，并且她的旋转速度很快。但是当她伸展手臂时，她的质量与旋转轴的距离会增加，使她的惯量变大，并导致她以较慢的速度旋转。
在机电系统中，电机和负载都有惯量，它们的惯量相似（或不同）将影响系统的性能。负载惯量与电机惯量之比是伺服电机尺寸的最重要方面之一，对于电机的加速和减速非常重要，如果惯量匹配不当，电机的运动会非常不稳定。
JM= 电机惯量
伺服电机根据惯量高低分为高惯量和低惯量两种：高惯量伺服电机比较大，扭矩大。适用于高扭矩，但不是非常快的往复运动。但是由于驱动器必须产生较大的反向驱动电压来阻止这种大惯性高速移动到停止，因此会产生大量热量。低惯量伺服电机是指电机扁平长，主轴惯量小，因此当电机用于高频重复运动时，惯性小，产生的热量也小。低惯量电机适用于高频往复运动，但是，一般扭矩相对较小。
负载惯量是通过将所有旋转部件的惯性相加来计算的，通常包括执行器或驱动器（皮带、滚珠丝杠、齿条和小齿轮）、外部负载和联轴器。
JL= 反射到电机的负载惯量a
JD= 执行器或驱动器（滚珠丝杠、皮带、齿条和小齿轮）的惯量
JE= 外部（移动）负载的惯量
JC= 耦合惯量
为了使伺服电机在加速和减速过程中有效和高效地控制负载，从理论上讲，电机和负载惯量应该是相等的。但是1:1的惯量匹配很少能可实现。许多因素会影响给定应用可接受的惯量比，机械部件不是完全刚性的，传动系统中的部件（皮带、联轴器和变速箱）越多，系统的柔性就越强。一般来说，柔性越高，惯量比应该越低，才能使电机有效地控制负载。
虽然没有确定最佳惯量比的公式，但一些电机规定惯量比应为5:1或更低。较高的失配会导致电机消耗的电流超过必要的电流，从而降低效率并增加运行成本。更高的比率也会增加谐振，并可能导致系统超过所需的速度和位置，从而对性能产生负面影响。
i = 传动比
降低惯量比的第二种方法是使用具有更高惯量的更大电机。然而，从长远来看，这不是一个好的解决方案，因为更大的电机成本更高，需要更多的扭矩来克服自身的惯量，并且消耗更多的能量，这增加了系统的投资和运行成本。
一般来说，低惯量伺服电机具有良好的制动性能，启动、加速和停止响应快，高速往复运动良好，适用于轻载和高速定位应用，如线性和高速定位机构。高惯量电机适用于大负载、平稳性要求高的电机，如圆周运动机构、机床等。
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