多級電動缸以電力做直接動力源，以電機驅動絲桿轉動，根據螺母轉換為直線運動，并驅動活塞桿在缸套內作往復式直線運動。

經常使用的標準伺服電動缸一般為單級電動缸，單級電缸結構簡單，伺服控制性好，因而應用廣泛。

然而在具體的應用中，會發生安裝空間有限，而所需要工作行程長的情況，或運行行程會變化的場所，此時單級電缸就不能滿足行程要求。那么此時，如果只是將單級電缸的行程延長，會導致電缸變得笨重，并且因其體積變大，長度延長導致電缸運行不穩，從而影響電缸的傳動速度、定位精度和使用壽命。

多級伺服電動缸包含多個缸套、若干根絲桿和驅動機構。多個缸套先后嵌套設置，除最內級缸套外，各個缸套的上方設立限位防轉裝置，最內級缸套內設立傳動系統桿，傳動系統桿的下端與驅動機構相連接，傳動系統桿為上方開口內部結構空心的管狀構造，傳動系統桿的內部結構設立互相嵌套的多個絲桿，除最內級的絲桿外，其他絲桿均為上方開口內部結構空心圓柱狀絲桿，每根絲桿相對應驅動一個缸套，每根絲桿的下端部設立擋塊，傳動系統桿上方設立與初級絲桿相互配合的絲母，除最內級絲桿外的絲桿上方均設立與下一級絲桿相互配合的絲母，每根絲桿上設立管螺紋，各個絲母均設立與管螺紋相互配合的內螺紋。