रैखिक चरण डिज़ाइन लंबे-स्ट्रोक, उच्च-भार वाले गैन्ट्री से लेकर हल्के पेलोड वाले माइक्रोपोज़िशनिंग और नैनोपोज़िशनिंग चरणों तक विस्तृत हो सकते हैं। हालाँकि सभी रैखिक चरणों को उच्च पोज़िशनिंग सटीकता और दोहराव प्रदान करने और कोणीय एवं समतलीय त्रुटियों को न्यूनतम करने के लिए डिज़ाइन और निर्मित किया जाता है, माइक्रोपोज़िशनिंग और नैनोपोज़िशनिंग अनुप्रयोगों के लिए चरणों को इन अत्यंत सूक्ष्म, सटीक गतियों को प्राप्त करने के लिए घटक चयन और डिज़ाइन में अतिरिक्त विचारों की आवश्यकता होती है।

माइक्रोपोज़िशनिंग उन अनुप्रयोगों को संदर्भित करता है जहाँ गति एक माइक्रोन या माइक्रोमीटर जितनी छोटी होती है। (एक माइक्रोन एक मीटर का दस लाखवाँ भाग होता है, या 1.0 x 10-6 मीटर होता है।)
नैनोपोज़िशनिंग उन अनुप्रयोगों को संदर्भित करता है जहाँ गति एक नैनोमीटर जितनी छोटी होती है। (एक नैनोमीटर एक मीटर का एक अरबवाँ भाग होता है, या 1 x 10-9 मीटर होता है।)

माइक्रोन या नैनोमीटर रेंज में पोजिशनिंग प्राप्त करने के लिए, प्रमुख डिज़ाइन सिद्धांतों में से एक है जितना संभव हो उतना घर्षण समाप्त करना। यही कारण है कि नैनोपोजिशनिंग चरण विशेष रूप से गैर-संपर्क ड्राइव और गाइडिंग तकनीकों का उपयोग करते हैं। उदाहरण के लिए, नैनोपोजिशनर के लिए चालक बल आमतौर पर एक रैखिक मोटर, पीज़ो एक्ट्यूएटर, या वॉइस कॉइल मोटर द्वारा प्रदान किया जाता है। दूसरी ओर, माइक्रोपोजिशनिंग अक्सर अधिक पारंपरिक यांत्रिक ड्राइवट्रेन जैसे बॉल और लीड स्क्रू के साथ प्राप्त की जा सकती है, हालाँकि कभी-कभी माइक्रोपोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए रैखिक मोटर का भी उपयोग किया जाता है।

नैनोपोजिशनिंग के लिए प्रयुक्त घर्षण-मुक्त गाइड तकनीकों में एयर बेयरिंग, चुंबकीय गाइड और फ्लेक्सर्स शामिल हैं। चूँकि इन तकनीकों में रोलिंग या स्लाइडिंग संपर्क शामिल नहीं होता, इसलिए ये बैकलैश और अनुपालन से भी बचते हैं जो पारंपरिक यांत्रिक ट्रांसमिशन में पोजिशनिंग सटीकता को कम करते हैं। माइक्रोपोजिशनिंग चरणों के लिए, गैर-पुनर्चक्रण रैखिक गाइड आमतौर पर सबसे अच्छा विकल्प होते हैं, क्योंकि इनमें लोड ज़ोन में प्रवेश करने और बाहर निकलने वाली गेंदों से होने वाले स्पंदन और घर्षण के स्तर में बदलाव नहीं होता। हालाँकि, कुछ उच्च-सटीकता वाले पुनर्चक्रण रैखिक गाइड को इन स्पंदनों और घर्षण भिन्नताओं को कम करने के लिए अनुकूलित किया गया है, जिससे वे माइक्रोपोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं - विशेष रूप से लंबी कुल स्ट्रोक लंबाई वाले अनुप्रयोगों के लिए।

घर्षण और प्रतिक्षेप के अलावा, हिस्टैरिसिस और रेंगन जैसे अन्य प्रभाव, माइक्रोन या नैनोमीटर स्तर पर प्रणाली की स्थिति निर्धारण क्षमता में बाधा डाल सकते हैं। इन प्रभावों से निपटने के लिए, माइक्रोपोजिशनिंग और नैनोपोजिशनिंग चरणों को आमतौर पर एक बंद-लूप प्रणाली में एक स्थिति प्रतिक्रिया उपकरण का उपयोग करके संचालित किया जाता है, जिसका रिज़ॉल्यूशन आवश्यक स्थिति निर्धारण सटीकता से कहीं अधिक होता है। इसका अर्थ अक्सर माइक्रोपोजिशनिंग अनुप्रयोगों के लिए एकल-माइक्रोन (या बेहतर) रिज़ॉल्यूशन और नैनोपोजिशनिंग आवश्यकताओं के लिए एकल-नैनोमीटर रिज़ॉल्यूशन होता है।

ऐसी तकनीकें जो ये अत्यंत उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान कर सकती हैं, उनमें ग्लास स्केल ऑप्टिकल एनकोडर, कैपेसिटिव सेंसर और इंटरफेरोमीटर-आधारित एनकोडर शामिल हैं। हालाँकि, चूँकि नैनोपोज़िशनिंग स्टेज आमतौर पर बहुत छोटे उपकरण होते हैं, इसलिए कैपेसिटिव एनकोडर—जिन्हें बहुत कम जगह में बनाया जा सकता है—आमतौर पर सबसे अच्छा विकल्प होते हैं। माइक्रोपोज़िशनिंग स्टेज के लिए, कभी-कभी उच्च-रिज़ॉल्यूशन वाले चुंबकीय एनकोडर का भी उपयोग किया जाता है—खासकर जब वातावरण में तापमान में उतार-चढ़ाव या उच्च आर्द्रता हो।

अपने विशेष डिजाइन और निर्माण के बावजूद, माइक्रोपोजिशनिंग और नैनोपोजिशनिंग चरणों को अनुकूलित करना अपेक्षाकृत आसान है - विशेष रूप से सामग्री, फिनिश और विशेष तैयारियों के संदर्भ में - और अद्वितीय अनुप्रयोगों में लागू होते हैं। बिंदु में उदाहरण: घर्षण-मुक्त घटकों के साथ निर्मित चरण आमतौर पर क्लीनरूम और वैक्यूम अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं, क्योंकि वे रोलिंग या स्लाइडिंग घर्षण के कारण कणिकीय पदार्थ नहीं बनाते हैं और उन्हें स्नेहन की आवश्यकता नहीं होती है। और यदि एक गैर-चुंबकीय संस्करण की आवश्यकता होती है, तो मानक स्टील घटकों को कम भार क्षमता की चिंता किए बिना आसानी से गैर-चुंबकीय विकल्पों के साथ बदला जा सकता है। कई अनुप्रयोगों में जहां माइक्रोपोजिशनिंग और नैनोपोजिशनिंग चरणों का उपयोग किया जाता है, मशीन डिज़ाइन में भिगोना तंत्र जैसी विशेषताएं शामिल होती हैं जो गड़बड़ी की भरपाई के लिए मामूली कंपन और उन्नत नियंत्रण एल्गोरिदम का भी प्रतिकार कर सकती हैं।