步進電機通過步進電機驅動器由磁性轉子鐵芯通過與由定子產生的脈沖電磁場相互作用而產生轉動，直線步進電機在電機內部把旋轉運動轉化為線性運動。直線步進電機，或稱線性步進電機，首先出現在美國1968年的第3，402，308號專利上，是頒發給William Henschke的，從此以后，直線步進電機被廣泛應用于包括制造、精密校準、精密流體測量、精確位置移動等諸多高精度要求領域。
直線步進電機的基本原理是采用一根螺桿和螺母相嚙合，采取某種方法防止螺桿螺母相對轉動，從而使螺桿軸向移動。一般而言，目前有兩種實現這種轉化的方式，第一種是在電機內置一個帶內螺紋的轉子，以轉子的內螺紋和螺桿相嚙合而實現線性運動，第二種是以螺桿作為電機出軸，在電機外部通過一個外部驅動螺母和螺桿相嚙合從而實現直線運動。這樣做的結果是大大簡化了設計，使得在許多應用領域中能夠在不安裝外部機械聯動裝置的情況下直接使用直線步進電機進行精密的線性運動。
由與螺桿相比，驅動螺桿的螺母顯得更為重要，直線步進電機采用的是青銅注塑內螺紋轉子，這種綜合考慮了物理穩定性和潤滑性能的專利產品，在具有低摩擦系數的同時又有相當優異的熱膨脹性能。兩方面的優異性能，保證了直線步進電機的高壽命。
