直线运动轴承具有3组或多组矩形环路的循，在内置运动限制器的限制下沿轴做直线运动，如下图所示，环路中的钢球只有一部分承受载荷，其余回程滚道内的钢球在间隙状态下运动。直线运动轴承在淬硬的钢轴上运动，具有滚动轴承摩擦小，耐磨损，经济等特点。
保持架一般采用成本较低的钢板货尼龙材料来制造，仪表用直线轴承的轴径最小可以到3.18MM（0.125IN）
直线运动轴承在使用中可以采用中重质油或轻质润滑脂润滑以防止磨损和腐蚀。对于高速直线运动，推荐使用轻质油。也可以采用密封结构的轴承，但轴承的摩擦力矩会显著增加。
与向心球轴承类似，直线运动轴承寿命受滚动表面下的次表面初始疲劳限制。设计上通常要求直线运动球轴承能承受数百万次的直线运动。当淬硬轴发生表面疲劳货磨损或两者均发生时，可以通过更换轴或外圈来保障正常使用。
直线运动轴承一般用于机床导轨，如V型导轨。

图：直线运动球轴承简图