在步進電機的內(nèi)部實現(xiàn)線性變換的方法能夠極大地簡化設(shè)計，使之在許多實際應(yīng)用中，能夠直接在不使用外部機械聯(lián)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(zhuǎn)子在磁場的作用下開始轉(zhuǎn)動，與轉(zhuǎn)子一體的滾珠螺母也隨著開始轉(zhuǎn)動，絲桿很自然地被帶動產(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)周期長。所以這種方法在諸多領(lǐng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)運行時，使螺桿實現(xiàn)線性運動。步進電機中的驅(qū)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?shù)暮貌牧希拍茉诼菁y的穩(wěn)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(jié)構(gòu)注入到金屬轉(zhuǎn)子組件的內(nèi)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(gòu)造的直線步進電機雖然它的壽命長、效率高、穩(wěn)定性好，但仍然是旋轉(zhuǎn)的電機搭配上相關(guān)機械變換裝置來得到所需的直線運動。

　　
作為一種機電系統(tǒng)，直線步進電機的直接傳動就是進一步把相關(guān)機械構(gòu)造進行簡單化，在電氣控制技術(shù)方面做到進一步的完善，使之能夠跟上現(xiàn)代電機技術(shù)發(fā)展的步伐。相比較于傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)，直線步進電機并不是旋轉(zhuǎn)運動與機械變換裝置相結(jié)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(shè)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(chǎn)生直線運動；這樣能夠消除由傳統(tǒng)機械元件而引起的諸多誤差與缺陷。

　　根據(jù)電磁場產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡單、成本低的優(yōu)點；缺點則是磁力數(shù)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(chǔ)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(chǎn)生一定的力矩，可以繼續(xù)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(shù)的依賴性弱，一致性較好。為了提高直線運動的平穩(wěn)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(shù)。

　　直線步進電機的基本結(jié)構(gòu)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(gòu)成的。通常用細分技術(shù)來控制這種電機，能夠?qū)崿F(xiàn)高分辨率和精密定位。