Có thể hiểu nó là một thanh dẫn hướng lăn, trong đó các quả bóng thép lăn vô tận giữa thanh trượt và thanh dẫn hướng, cho phép bệ tải chuyển động tuyến tính-dễ dàng, có độ chính xác cao dọc theo thanh dẫn hướng. Hệ số ma sát giảm xuống còn một-năm mươi so với hệ số trượt thông thường, dễ dàng đạt được độ chính xác định vị cao. Thiết kế của bộ phận cuối cùng giữa thanh trượt và ray dẫn hướng cho phép dẫn hướng tuyến tính đồng thời chịu được tải theo mọi hướng, bao gồm lên, xuống, trái và phải. Hệ thống dòng hồi lưu được cấp bằng sáng chế và thiết kế cấu trúc hợp lý mang lại chuyển động mượt mà và yên tĩnh hơn.
Thanh trượt chuyển đổi chuyển động từ cong sang tuyến tính. Hệ thống dẫn hướng mới này cho phép các máy công cụ đạt được tốc độ tiến dao nhanh, một đặc điểm nổi bật của dẫn hướng tuyến tính, với cùng tốc độ trục chính. Giống như hướng dẫn phẳng, hướng dẫn tuyến tính có hai thành phần cơ bản: phần tử cố định đóng vai trò là hướng dẫn và phần tử chuyển động. Bởi vì dẫn hướng tuyến tính là thành phần tiêu chuẩn nên các nhà sản xuất máy công cụ chỉ cần chế tạo một bề mặt phẳng để lắp các ray dẫn hướng và hiệu chỉnh độ song song của chúng. Tất nhiên, để đảm bảo độ chính xác của máy công cụ, cần phải cạo và mài một lượng nhỏ bệ máy hoặc cột máy. Trong hầu hết các trường hợp, việc cài đặt tương đối đơn giản. Các ray dẫn hướng, đóng vai trò là thanh dẫn hướng, được làm bằng thép cứng, được nối đất-chính xác rồi đặt trên bề mặt lắp đặt. So với các hướng dẫn phẳng, hình học mặt cắt-của các hướng dẫn tuyến tính phức tạp hơn. Sự phức tạp này xuất phát từ nhu cầu về các rãnh được gia công vào đường ray để tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển của các bộ phận trượt. Hình dạng và số lượng rãnh phụ thuộc vào chức năng dự định của máy công cụ. Ví dụ, một hệ thống dẫn hướng được thiết kế để hỗ trợ cả lực tuyến tính và mômen lật sẽ có thiết kế khác biệt đáng kể so với hệ thống dẫn hướng được thiết kế để chỉ hỗ trợ các lực tuyến tính.
Phần tử cố định (đường ray dẫn hướng) của hệ thống dẫn hướng tuyến tính về cơ bản có chức năng giống như một vòng chịu lực, trong khi giá đỡ để lắp bi thép có hình chữ V{0}}. Các giá đỡ này quấn quanh mặt trên và các cạnh của đường ray. Để hỗ trợ các bộ phận làm việc của máy công cụ, hệ thống dẫn hướng tuyến tính có ít nhất bốn giá đỡ. Để hỗ trợ các bộ phận làm việc lớn hơn, số lượng dấu ngoặc có thể lớn hơn bốn. Khi các bộ phận làm việc của máy công cụ di chuyển, các viên bi thép di chuyển trong các rãnh của giá đỡ, phân bổ độ mòn của giá đỡ trên các quả bóng, nhờ đó kéo dài tuổi thọ của dẫn hướng tuyến tính. Để loại bỏ khe hở giữa giá đỡ và ray dẫn hướng, tải trước sẽ cải thiện độ ổn định của hệ thống dẫn hướng. Tải trước đạt được bằng cách lắp các viên bi thép cỡ lớn giữa ray dẫn hướng và giá đỡ. Dung sai đường kính quả bóng là ±20 micron và các quả bóng được sắp xếp và lắp đặt theo gia số 0,5 micron. Lượng tải trước phụ thuộc vào lực tác dụng lên các quả bóng. Nếu lực tác động lên các quả bóng quá lớn và tải trước được áp dụng quá lâu, khả năng chống chuyển động của giá đỡ sẽ tăng lên, dẫn đến các vấn đề về cân bằng. Để tăng độ nhạy của hệ thống và giảm điện trở, tải trước phải được giảm tương ứng. Tuy nhiên, để cải thiện độ chính xác của chuyển động và duy trì độ chính xác, cần phải có đủ tải trước. Hai khía cạnh trái ngược nhau này tồn tại.
Theo thời gian, các quả bóng thép bắt đầu mòn và tải trước tác động lên chúng bắt đầu yếu đi, dẫn đến độ chính xác chuyển động của các bộ phận làm việc của máy công cụ giảm. Để duy trì độ chính xác ban đầu, khung ray dẫn hướng và thậm chí cả ray dẫn hướng phải được thay thế. Nếu hệ thống ray dẫn hướng đã được tải trước thì hệ thống sẽ mất độ chính xác và giải pháp duy nhất là thay thế các con lăn.
Thiết kế hệ thống đường ray dẫn hướng cố gắng tối đa hóa diện tích tiếp xúc giữa các bộ phận cố định và chuyển động. Điều này không chỉ cải thiện khả năng chịu tải-của hệ thống mà còn cho phép hệ thống chịu được lực tác động tạo ra do cắt gián đoạn hoặc cắt trọng lực, phân bổ lực rộng rãi và mở rộng vùng chịu tải-. Để đạt được điều này, hình dạng rãnh của hệ thống ray dẫn hướng sẽ khác nhau. Hai kiểu đại diện là kiểu Gothic (vòm nhọn), là phần mở rộng của hình bán nguyệt với điểm tiếp xúc ở đỉnh; loại hồ quang, cũng thực hiện chức năng tương tự. Bất kể dạng kết cấu nào, mục tiêu là tối đa hóa diện tích tiếp xúc giữa bán kính bi lăn và ray dẫn hướng (phần tử cố định). Yếu tố chính quyết định đặc tính hiệu suất của hệ thống là cách các con lăn tiếp xúc với ray dẫn hướng.
