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具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旋转。在直线电机中，将旋转运动转换为线性运动，精密度取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机首先出现在1968年的第3,402,308号专利上，是给予William Henschke的。
使用螺纹直线电机的精密度取决于其螺距。在直线电机中安装一个螺母在其中心，并用一根螺杆与之配合，这样当轴向移动时，必须防止螺杆与轉子组件同时旋转。这可以通过固定在外部或内部使用不能旋转但轴向可自由移动的螺母来实现。
简化设计并在内置方式实现直接使用是有意义的，因为这极大地简化了设计，使得许多应用领域能够不需要额外机械联锁装置即可直接使用直线 电机进行高精度的线性移动。
最初采用滚珠丝杆和丝杆结合体，但滚珠丝杆提供90%以上效率，而梯形螺纹仅能达到20%-70%效率。尽管滚珠丝杆是一种高效方法，但滚珠螺母对校准要求高且体积大、价格昂贵，因此，在大多数应用中不是一个实用的解决方案。
大多数设备设计人员熟悉以混合式步进为基础的小型化、高效、无刷火花（因此无维护）的优点以及其实用性和耐久性的产品。但在某些情况下，它们无法用于某些设备，因为它们不能保证长期运行而无需日常维护。此外，由于没有电子刷发热的问题，只有轴承及导筒/栓组成接合部分发生磨损。这两者的寿命已经得到改善最近导筒/栓组合也得到提高。
为了提高耐久性，我们首先要了解基础结构。一种好的研究例子是Size 17大小较小混全式步进家庭中的模型。大多数零件采用加工成形，如“V”形或Acme类型，不锈钢材料制成的大孔轴配备内嵌金属材料（如青铜）制作而成，以便连接到非自润滑黄铜制导筒上。大多数零件采用#10-32加工螺纹，有单头或双头形式，其选择依赖于所需精确程度和速度。“V”形更易加工但对于力传输不利；相比之下Acme更适宜，因低损耗意味着磨损少且更耐用。从几何原理看容易理解原因：“V”形面之间角度60°而Acme仅29°；同等条件下，“V”形只能传递85%力的梯形距离。
由于“V”表面的高压力导致额外损耗未考虑计算。此外驱动导筒端通常嵌入至铁心中的那部分紧固物一般采用的青铜材质虽然物理稳定又有润滑性能，但并非最佳。而塑料作为一种自润滑热塑料却因温度升至167°F可能膨胀0.004英寸，对工程塑料来说是不稳定的；黄铜则只膨胀0.001英寸（见图4）。
为了获得最佳性能，混合式电机会保持千分之几英寸之间空隙，使得装配不同心则会造成摩擦。当选择合适材料以既满足良好功率传输又保持轴承轴颈稳定时，该注塑金属结构正成为理想选择（见图5）。该结构极大的提升了运行寿命及效率，同时减少了噪音。相比常规青铜接触片结构，更长时间运作且不需维护。（见图6）
