在步進電機的內部實現線性變換的方法能夠極大地簡化設計，使之在許多實際應用中，能夠直接在不使用外部機械聯動裝置的條件下用直線式步進電機完成精確的直線移動。在這里，要特別介紹兩種：

　　（1）剛開始的直線式步進電機是采用滾珠螺母配合著絲桿來完成的。電機的轉子在磁場的作用下開始轉動，與轉子一體的滾珠螺母也隨著開始轉動，絲桿很自然地被帶動產生需要的直線運動。但是滾珠螺母對校驗的要求高，絲桿通常其螺距比較大，這導致造的缺點主要有：制造困難、費用過于昂貴、機械分辨率低、生產周期長。所以這種方法在諸多領域之中，往往不是一個實用的方法。

　　（2）在螺紋式直線步進機中，其螺紋之間的距離決定了電機的精密程度。在直線步進電機的轉子中心安置螺母時，要求螺桿和螺母必須完全吻合，這樣才能使轉子在旋轉運行時，使螺桿實現線性運動。步進電機中的驅動螺母必須要選螺母中的最好品種，并且要是自潤滑的、熱屬性的材料；只有選擇適當的好材料，才能在螺紋的穩定性和壽命上取得很好的效果。

　　有一個理想的方法是將模壓型塑料螺紋結構注入到金屬轉子組件的內部，這樣能夠提高電機的運行效率、延長其壽命，還能夠極大程度地限制運行時的噪聲。這種構造的直線步進電機雖然它的壽命長、效率高、穩定性好，但仍然是旋轉的電機搭配上相關機械變換裝置來得到所需的直線運動。

　　
作為一種機電系統，直線步進電機的直接傳動就是進一步把相關機械構造進行簡單化，在電氣控制技術方面做到進一步的完善，使之能夠跟上現代電機技術發展的步伐。相比較于傳統機械結構，直線步進電機并不是旋轉運動與機械變換裝置相結合來獲得直線運動的，而是可以進行直接有效的直線傳動。這種設備只要很小的電脈沖信號就可以形成比較大的推力，能夠產生直線運動；這樣能夠消除由傳統機械元件而引起的諸多誤差與缺陷。

　　根據電磁場產生推力的原理，直線步進電機可以大致分類為兩種：變磁阻式和混合式。前者具有結構簡單、成本低的優點；缺點則是磁力數值小、不對稱、力矩波動較大。后者混合式直線步進電機是在前者基礎上加入了永磁體，因而即使是在斷電的情況下，永磁體還能夠產生一定的力矩，可以繼續直線運行一段距離。由于永磁體的存在，因而在單位體積上能夠形成比磁阻式更大的推力，能夠較為輕易完成微步控制，并且其控制距離對于參數的依賴性弱，一致性較好。為了提高直線運動的平穩性、減小推力帶來的波動，在混合步進電機中通常使用細分技術。

　　直線步進電機的基本結構主要是由動子、定子以及線圈組成。動子主要組成是永久磁鐵和電磁鐵；定子則是由等距離的齒槽疊片貼心構成的。通常用細分技術來控制這種電機，能夠實現高分辨率和精密定位。