La progettazione di piattaforme lineari può spaziare da portali a corsa lunga e carico elevato a piattaforme per microposizionamento e nanoposizionamento con carichi utili leggeri. Sebbene tutte le piattaforme lineari siano progettate e costruite per fornire elevata precisione e ripetibilità di posizionamento e per ridurre al minimo gli errori angolari e planari, le piattaforme per applicazioni di microposizionamento e nanoposizionamento richiedono ulteriori considerazioni nella selezione e nella progettazione dei componenti per ottenere questi movimenti estremamente piccoli e precisi.

Il microposizionamento si riferisce ad applicazioni in cui i movimenti sono piccoli quanto un micron, o micrometro. (Un micron è un milionesimo di metro, ovvero 1,0 x 10-6 m.)
Il nanoposizionamento si riferisce ad applicazioni in cui i movimenti sono piccoli fino a un nanometro (un nanometro è un miliardesimo di metro, ovvero 1 x 10-9 m).

Per ottenere un posizionamento nell'ordine dei micron o dei nanometri, uno dei principi di progettazione chiave è eliminare il più possibile l'attrito. Per questo motivo, le fasi di nanoposizionamento utilizzano esclusivamente tecnologie di azionamento e guida senza contatto. Ad esempio, la forza motrice di un nanoposizionatore è in genere fornita da un motore lineare, un attuatore piezoelettrico o un motore a bobina mobile. D'altra parte, il microposizionamento può spesso essere ottenuto con trasmissioni meccaniche più tradizionali come viti a ricircolo di sfere e viti madri, sebbene a volte vengano utilizzati anche motori lineari per applicazioni di microposizionamento.

Le tecnologie di guida senza attrito utilizzate per il nanoposizionamento includono cuscinetti ad aria, guide magnetiche e flessioni. Poiché queste tecnologie non prevedono contatto volvente o strisciante, evitano anche il gioco e la cedevolezza che compromettono la precisione di posizionamento nelle trasmissioni meccaniche tradizionali. Per le fasi di microposizionamento, le guide lineari senza ricircolo sono in genere la scelta migliore, poiché non subiscono pulsazioni e livelli di attrito variabili dovuti alle sfere che entrano ed escono dalla zona di carico. Tuttavia, alcune guide lineari a ricircolo ad alta precisione sono state ottimizzate per ridurre queste pulsazioni e variazioni di attrito, rendendole adatte alle applicazioni di microposizionamento, in particolare quelle con corse totali maggiori.

Oltre all'attrito e al gioco, altri effetti, come l'isteresi e il creep, possono interferire con la capacità del sistema di posizionarsi a livello micrometrico o nanometrico. Per gestire questi effetti, le fasi di microposizionamento e nanoposizionamento vengono in genere gestite in un sistema a circuito chiuso utilizzando un dispositivo di feedback di posizione con una risoluzione molto più elevata rispetto alla precisione di posizionamento richiesta. Ciò si traduce spesso in una risoluzione di un singolo micron (o superiore) per le applicazioni di microposizionamento e di un singolo nanometro per i requisiti di nanoposizionamento.

Le tecnologie in grado di fornire queste risoluzioni estremamente elevate includono encoder ottici su scala di vetro, sensori capacitivi ed encoder basati su interferometro. Tuttavia, poiché gli stadi di nanoposizionamento sono in genere dispositivi molto piccoli, gli encoder capacitivi, che possono essere costruiti con un ingombro molto ridotto, rappresentano in genere l'opzione migliore. Per gli stadi di microposizionamento, a volte vengono utilizzati anche encoder magnetici ad alta risoluzione, in particolare quando l'ambiente presenta temperature variabili o elevata umidità.

Nonostante la loro progettazione e costruzione speciali, gli stadi di microposizionamento e nanoposizionamento sono relativamente facili da personalizzare, soprattutto in termini di materiali, finiture e preparazioni speciali, e possono essere utilizzati in applicazioni specifiche. Un esempio concreto: gli stadi realizzati con componenti privi di attrito sono in genere adatti per applicazioni in camera bianca e sotto vuoto, poiché non creano particolato a causa dell'attrito volvente o radente e non richiedono lubrificazione. E se è richiesta una versione non magnetica, i componenti standard in acciaio possono essere facilmente sostituiti con alternative non magnetiche senza preoccuparsi della riduzione della capacità di carico. In molte applicazioni in cui vengono utilizzati stadi di microposizionamento e nanoposizionamento, la progettazione della macchina include caratteristiche come meccanismi di smorzamento in grado di contrastare anche le vibrazioni più lievi e algoritmi di controllo avanzati per compensare i disturbi.