当步进电机从旋转运动转变为线性运动时，可以通过多种机械方法实现，包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。这些设计都需要各种机械零件。而将这种转变最有效地完成的方法是在电机内部进行。基本的步进电机是由有磁性的转子铁芯与由定子产生的脉动定子电磁场相互作用产生转动。直线电机将旋转运动转换为线性运动，其精密性取决于转子的步进角度和所选方法。线性步进电机，也称为直线步进电机，首次出现在1968年的第3,402,308号专利中，是授予William Henschke的。

使用螺纹的直线电机精密度取决于其螺距。在直线電機轉子的中心安裝一個螺母，對應地採用一根螺杆與此螺母啮合，以使得螺杆軸向移動必須用某種方式來防止螺杆與轉子組件一同轉動。当轉子旋轉時，由於螺杆不受制約，它們實現了線性運動，无论是在電機內部使用固定但軸向可自由移動的材料或在外部具有相同特性的材料均能實現這種設計。

為了簡化設計，在電機內部實現線性變換是一個重要考慮。此方法大幅簡化了設計，使得在許多應用領域中可以直接使用無需額外連接裝置即可進行精確線性運動。此外，這種技術也減少了設備維護需求，並提高了整體效率。

尽管滚珠丝杆是一种高效率的传力方式，但它对校准要求较高，而且体积较大且成本较高，因此并非所有应用领域中的最佳选择。大多数设备设计人员对以混合式步进电机为基础的直线电机会熟悉，该产品已有多年历史，并具备自身的一些优点和局限。在一些情况下，这类直线电子无法用于某些设备，因为它们不能保证在没有日常维护的情况下的耐久性能。不过，最近有一些改善措施被提出来增强其耐久性能，如采用更好的轴承级金属材料、改良导筒/导轴组合，以及开发自润滑型热塑料等新型材质来替代传统青铜材料。

为了进一步提高耐久性能，还需要了解不同类型的直流交流驱动系统（如Size 17 电机）的基本结构。这类系统通常包含一个空心轴，有内斜面连接到一个不锈钢导筒上。这部分设计对于减少磨损并增加长期运行能力至关重要。此外，还有研究表明Acme 螺纹比“V”形螺纹更加适合用于这一应用，因为它们提供更高效率，并且能够减少磨损，从而延长使用寿命。