Elektromotore funktionieren nach dem elektromagnetischen Prinzip. Wenn eine Leitung von elektrischem Strom durchflossen wird, bildet sich um die Leitung herum ein magnetisches Feld aus. Diesen Effekt kann man leicht ausprobieren, indem man einen Kompaß neben ein stromdurchflossenes Kabel legt (bei Gleichstrom).

Dieses Magnetfeld verstärkt sich, wenn der Leiter als Spule gewickelt wird. Es bildet sich dann an dem einen Ende ein magnetischer Nordpol, am anderen ein magnetischer Südpol aus. Wenn eine Spule einen Eisenkern besitzt, verstärkt sich das Magnetfeld gegenüber einer luftgefüllten Spule. Man bezeichnet eine eisengefüllte Spule auch als Elektromagnet.
Elektromagnete kommen bei der Modellbahn in Weichenantrieben mit Doppelspulenantrieb in Kranmodellen oder ferngesteuerten Entkupplern (fest eingebaut oder in der Lok) zum Einsatz. Außerdem sind sie zentraler Bestandteil von Relais.Auch Transformatoren bestehen aus Spulen. In einem Trafo erzeugt die sogenannte Primärspule ein Magnetfeld, das in der Sekundärspule eine Spannung induziert. Dabei nutzt man das Induktionsprinzip aus. Ein Magnetfeld erzeugt in einem Leiter eine Spannung, wenn der Leiter durch das Magnetfeld bewegt wird. Alternativ kann man auch die Stärke des Magnetfelds ändern, um eine Spannung zu induzieren. Beim Trafo erzeugt eine Wechselspannung in der Primärspule ein sich änderndes Magnetfeld, das in der Sekundärspule dann eine andere Spannung generiert. Das Verhältnis der Windungszahlen der beiden Spulen ist mit dem Verhältnis der beiden Spannungen identisch. Damit wird die Netzspannung von 230 V auf ungefährliche 12-16 V reduziert, mit der die Modellbahn betrieben wird.
Praktische Hinweise zum Anschluß von Transformatoren finden sich im Artikel FahrstromverdrahtungBei einem Wechselstrommotor wird der Permanentmagnet durch eine sogenannte Feldspule ersetzt. Dadurch ändert sich das Statormagnetfeld im Takt der angelegten Wechselspannung. Weil sich gleichzeitig auch das Magnetfeld des Ankers ändert, bleiben die resultierenden Magnetkräfte gleich. Bei Modellbahnen (Märklin) wird eine Hintereinanderschaltung von Feldspule und Anker verwendet, die sogenannte Reihenschlußmaschine.
Die Drehrichtungsumkehr erfordert, daß entweder nur im Anker oder nur in der Feldspule die Stromrichtung geändert wird. Bei Märklinmotoren ist dazu die Feldspule zweidrähtig gewickelt, so daß man effektiv zwei Feldspulen hat. Der Fahrtrichtungsumschalter wählt jeweils eine von beiden Spulen aus. Sie sind so angeschlossen, daß sich die Richtung des Statormagnetfeldes je nach Wicklung dabei