直線步進電機是將前面介紹的幾種旋轉型步進電機的氣隙展開伸長成直線。直線步進電機可以直線運動或直線往復運動。旋轉電動機作為動力源，要轉變成直線運動，需要借助齒輪、凸輪機構及皮帶或鋼絲。

直線步進電機的結構

如下圖所示為旋轉步進電機驅動直線運動的機構：軟盤驅動器(FDD)磁頭運動機構。以前3.5英寸FDD的機構多采用圖(a)的螺桿機構，雖然間隙很小，但效率低，因此高速運行困難，但由于價格便宜得以廣泛使用。圖(b)、(c)、(d)的機構為5.25英寸FDD的使用方式，(c)的皮帶式多用在打印機的傳輸筒驅動上。這些直線轉換機構可以使用圖(e)的直線步進電機來代替。

直線步進電機與旋轉型比較，能直接直線運動，可以使機器小型化；對負載慣量敏感；如行程長，氣隙會比旋轉型的大，從而會產生效率下降等問題，使用時要特別注意便用用途和使用環境等方面的問題。

索耶原理的步進電機工作原理

直線步進電機有三相VR型，此處介紹永久磁鐵轉子的運行原理：索耶（Sawyer）原理。下圖表示利用索耶原理的直線步進電機工作原理。

如按①、②、③、④的順序切換電流，利用線圈電流給兩個磁極激磁，產生相反的極性，與永久磁鐵產生的磁通進行疊加，一個磁極的磁通相加，另一個就相減，當繞組產生的磁通與永久磁鐵的相同時，相減磁極的磁通為零，此時永久磁鐵的磁通通過同方向的激磁磁極，通過定子磁軛、動子的兩個磁極，返回到永久磁鐵的另一磁極，①、②、③、④順序切換激磁電流，轉子每次向右移動1/4定子齒距。此為索耶直線步進電機的工作原理。