Gli attuatori lineari impilabili si basano su motori passo-passo impilabili, che sono una forma di motori passo-passo a magneti permanenti costituiti da due statori (e quindi due bobine) impilati uno sopra l'altro. I poli di ciascuno statore hanno un design a "dente ad artiglio" e sono sfasati l'uno dall'altro di metà del passo polare. Il rotore è costituito da un magnete permanente e ha lo stesso numero di coppie polari di ciascuna bobina.

Il design sovrapposto dei due statori, o contenitori, fa sì che vi siano quattro posizioni distinte che possono essere indotte per ciascun passo polare. Un design comune per gli attuatori impilabili prevede 24 poli in ciascuna bobina o fase. Con 24 poli attorno ad un cilindro a 360 gradi, il passo tra i poli su un singolo statore è di 15 gradi. Ma poiché i due statori sono sfalsati di ½ passo polare, ci sono 7,5 gradi (½ di 15) tra i poli su ciascuno statore. Ciò significa che quando gli statori vengono energizzati individualmente, il motore ruoterà di 7,5 gradi per ogni passo o impulso di eccitazione. La sequenza in cui le fasi vengono energizzate determina la direzione di rotazione e la frequenza degli impulsi determina la velocità di rotazione.

Per realizzare un attuatore lineare da un motore passo-passo impilabile, il rotore è filettato e una vite (tipicamente una vite di comando) è integrata nel rotore, in modo che si estenda e si ritragga mentre il motore gira. Esistono tre design comuni per gli attuatori lineari impilabili. Quando la vite viene catturata da un dispositivo – interno o esterno al motore – che ne impedisce la rotazione, l'attuatore viene definito attuatore lineare imperdibile. Ma i produttori offrono anche attuatori non vincolati, in cui la vite ruota insieme al motore. Quando viene utilizzata una progettazione non vincolata, la rotazione viene generalmente impedita dalla progettazione dell'applicazione. Nel terzo design dell'attuatore impilabile, la vite non si estende e non si ritrae. Invece, il dado è esterno al motore e viaggia lungo la vite mentre il motore e la vite girano insieme.

Come altri motori passo-passo, gli attuatori lineari impilabili vengono comunemente utilizzati in modalità ad anello aperto. Sebbene i motori passo-passo presentino un errore di passo (± 0,5 gradi, ad esempio), l'errore non si accumula su più passi, il che consente una buona precisione di posizionamento. Inoltre, molti progetti possono essere utilizzati in modalità full, half o micro-step. Gli attuatori lineari impilabili possono inoltre sfruttare la coppia di arresto del motore passo-passo per mantenere la posizione, anche quando non viene fornita alimentazione al motore.

Le applicazioni industriali per gli attuatori lineari impilabili includono apparecchiature diagnostiche mediche e pompe. Ma le applicazioni adatte per questi attuatori lineari piccoli e precisi spaziano dai dispositivi di consumo come stampanti e fotocopiatrici alle applicazioni militari per il posizionamento di radar e antenne.