直線導軌的工作原理可以理解為是一種滾動導引，是由鋼珠在滑塊跟直線導軌之間無限滾動循環， 從而使負載平臺沿著導軌輕易的高精度線性運動，并將摩擦系數降至平常傳統滑動導引的五十分之一，能輕易地達到很高的定位精度。滑塊跟導軌間末制單元設計，使線形導軌同時承受上下左右等各方向的負荷。 
直線導軌與平面導軌一樣，有兩個基本元件；一個作為導向的為固定元件，另一個是移動元件。由于直線導軌是標準部件，對機床制造廠來說．要做的只是加工一個安裝導軌的平面和校調導軌的平行度。當然，為了保證機床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的，在多數情況下，安裝是比較簡單的。作為導向的導軌為淬硬鋼，經精磨后置于安裝平面上。與平面導軌比較，直線導軌橫截面的幾何形狀，比平面導軌復雜，復雜的原因是因為導軌上需要加工出溝槽，以利于滑動元件的移動，溝槽的形狀和數量，取決于機床要完成的功能。例如：一個既承受直線作用力，又承受顛覆力矩的導軌系統，與僅承受直線作用力的導軌相比．設計上有很大的不同。 
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