直线步进电机，或称线性步进电机，是在电机内部把旋转运动转化为线性运动的一种步进电机。首先出现在美国1968年的第3，402，308号专利上，是颁发给WilliamHenschke的，从此以后，直线步进电机被广泛应用于包括制造、精密校准、精密流体测量、精确位置移动等诸多高精度要求领域。
直线步进电机的基本原理是采用一根螺杆和螺母相啮合，采取某种方法防止螺杆螺母相对转动，从而使螺杆轴向移动。一般而言，目前有两种实现这种转化的方式，种是在电机内置一个带内螺纹的转子，以转子的内螺纹和螺杆相啮合而实现线性运动，第二种是以螺杆作为电机出轴，在电机外部通过一个外部驱动螺母和螺杆相啮合从而实现直线运动。这样做的结果是大大简化了设计，使得在许多应用领域中能够在不安装外部机械联动装置的情况下直接使用直线步进电机进行精密的线性运动。
由与螺杆相比，驱动螺杆的螺母显得更为重要，直线步进电机采用的是青铜注塑内螺纹转子，这种综合考虑了物理稳定性和润滑性能的专利产品，在具有低摩擦系数的同时又有相当优异的热膨胀性能。两方面的优异性能，保证了直线步进电机的高寿命。
直线步进电机按其电磁推力的产生机理可以分为变磁阻式和混合式两种。前者结构简单、成本低，缺点是无定位力矩，不宜微步控制，推力仅靠磁路不对称提供，数值偏小，力矩波动大。而混合式直线步进电机在加入稀土永磁材料以后，即使在断电的情况下，永磁体也能够产生一定的锁定力矩，并可保持动子在期望的步距位置上。