直線運動軸承具有3組或多組矩形環路的循，在內置運動限制器的限制下沿軸做直線運動，如下圖所示，環路中的鋼球只有一部分承受載荷，其余回程滾道內的鋼球在間隙狀態下運動。直線運動軸承在淬硬的鋼軸上運動，具有滾動軸承摩擦小，耐磨損，經濟等特點。
保持架一般采用成本較低的鋼板貨尼龍材料來制造，儀表用直線軸承的軸徑最小可以到3.18MM（0.125IN）
直線運動軸承在使用中可以采用中重質油或輕質潤滑脂潤滑以防止磨損和腐蝕。對于高速直線運動，推薦使用輕質油。也可以采用密封結構的軸承，但軸承的摩擦力矩會顯著增加。
與向心球軸承類似，直線運動軸承壽命受滾動表面下的次表面初始疲勞限制。設計上通常要求直線運動球軸承能承受數百萬次的直線運動。當淬硬軸發生表面疲勞貨磨損或兩者均發生時，可以通過更換軸或外圈來保障正常使用。
直線運動軸承一般用于機床導軌，如V型導軌。
