يمكن أن تتراوح تصميمات المراحل الخطية من الجسور طويلة الشوط وعالية الحمولة إلى مراحل تحديد المواقع الدقيقة وتحديد المواقع النانوية مع حمولات خفيفة. على الرغم من أن جميع المراحل الخطية تم تصميمها وبناؤها لتوفير دقة عالية في تحديد المواقع وقابلية التكرار ولتقليل الأخطاء الزاوية والمستوية، فإن مراحل تطبيقات تحديد المواقع الدقيقة وتحديد المواقع النانوية تتطلب اعتبارات إضافية في اختيار المكونات وتصميمها لتحقيق هذه الحركات الدقيقة والصغيرة جدًا.

يشير تحديد المواقع الدقيقة إلى التطبيقات التي تكون فيها الحركات صغيرة مثل ميكرومتر واحد أو ميكرومتر. (الميكرون الواحد هو جزء من مليون من المتر، أو 1.0 × 10-6 م).
يشير تحديد موضع النانو إلى التطبيقات التي تكون فيها الحركات صغيرة بحجم نانومتر واحد. (النانومتر الواحد يساوي جزءًا من مليار من المتر، أو 1 × 10-9 م).

لتحقيق تحديد المواقع في نطاق ميكرون أو نانومتر، أحد مبادئ التصميم الرئيسية هو القضاء على أكبر قدر ممكن من الاحتكاك. ولهذا السبب تستخدم مراحل تحديد المواقع النانوية بشكل حصري تقنيات القيادة والتوجيه غير المتصلة. على سبيل المثال، يتم توفير القوة الدافعة لمحدد موضع النانو عادةً بواسطة محرك خطي، أو مشغل بيزو، أو محرك ملف صوتي. من ناحية أخرى، غالبًا ما يمكن تحقيق تحديد المواقع الدقيقة باستخدام مجموعات نقل الحركة الميكانيكية التقليدية مثل براغي الكرة والرصاص، على الرغم من أن المحركات الخطية تستخدم أيضًا في بعض الأحيان لتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة.

تشتمل تقنيات التوجيه الخالية من الاحتكاك المستخدمة في تحديد المواقع النانوية على محامل الهواء والأدلة المغناطيسية والثنيات. ونظرًا لأن هذه التقنيات لا تتضمن تلامسًا متدحرجًا أو انزلاقيًا، فإنها تتجنب أيضًا رد الفعل العكسي والامتثال الذي يؤدي إلى انخفاض دقة تحديد الموقع في ناقل الحركة الميكانيكي التقليدي. بالنسبة لمراحل تحديد المواقع الدقيقة، عادةً ما تكون الأدلة الخطية غير القابلة لإعادة التدوير هي الخيار الأفضل، نظرًا لأنها لا تواجه نبضات ومستويات احتكاك متفاوتة من الكرات التي تدخل منطقة التحميل وتخرج منها. ومع ذلك، فقد تم تحسين بعض الأدلة الخطية المعاد تدويرها عالية الدقة لتقليل هذه النبضات وتغيرات الاحتكاك، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة - خاصة تلك ذات أطوال الضربات الإجمالية الأطول.

بالإضافة إلى الاحتكاك ورد الفعل العكسي، يمكن أن تتداخل تأثيرات أخرى، مثل التباطؤ والزحف، مع قدرة النظام على تحديد موضعه على مستوى الميكرون أو النانومتر. للتعامل مع هذه التأثيرات، عادةً ما يتم تشغيل مراحل تحديد المواقع الدقيقة وتحديد المواقع النانوية في نظام حلقة مغلقة باستخدام جهاز التغذية المرتدة للموضع الذي يتمتع بدقة أعلى بكثير من دقة تحديد الموضع المطلوبة. وهذا يعني غالبًا دقة ميكرون واحد (أو أفضل) لتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة ودقة نانومتر واحد لمتطلبات تحديد المواقع النانوية.

تشمل التقنيات التي يمكنها توفير هذه الدقة العالية للغاية أجهزة التشفير الضوئية ذات المقياس الزجاجي، وأجهزة الاستشعار السعوية، وأجهزة التشفير القائمة على مقياس التداخل. ومع ذلك، نظرًا لأن مراحل تحديد الموضع النانوي عادةً ما تكون أجهزة صغيرة جدًا، فإن أجهزة التشفير السعوية - والتي يمكن بناؤها في مساحة صغيرة جدًا - هي الخيار الأفضل عادةً. بالنسبة لمراحل تحديد المواقع الدقيقة، تُستخدم أحيانًا أجهزة تشفير مغناطيسية عالية الدقة أيضًا - خاصة عندما تنطوي البيئة على درجات حرارة متقلبة أو رطوبة عالية.

على الرغم من تصميمها وبنيتها الخاصة، إلا أن مراحل تحديد المواقع الدقيقة وتحديد المواقع النانوية من السهل نسبيًا تخصيصها - خاصة فيما يتعلق بالمواد والتشطيبات والتحضيرات الخاصة - وتطبيقها في تطبيقات فريدة. مثال على ذلك: المراحل التي تم إنشاؤها بمكونات خالية من الاحتكاك تكون عادةً مناسبة لتطبيقات غرف الأبحاث والتفريغ، نظرًا لأنها لا تنتج جسيمات بسبب الاحتكاك المتداول أو الانزلاق ولا تتطلب تزييتًا. وإذا كانت هناك حاجة إلى إصدار غير مغناطيسي، فيمكن استبدال المكونات الفولاذية القياسية بسهولة ببدائل غير مغناطيسية دون القلق بشأن انخفاض سعة الحمولة. في العديد من التطبيقات التي يتم فيها استخدام مراحل تحديد المواقع الدقيقة وتحديد المواقع النانوية، يتضمن تصميم الماكينة ميزات مثل آليات التخميد التي يمكنها مواجهة حتى أدنى الاهتزازات وخوارزميات التحكم المتقدمة للتعويض عن الاضطرابات.