直线电动机由于特殊的结构和运动方式，其应用范围相当广泛，既可作为控制系统的执行元件，也可以用于较大功率的电力拖动自动控制系统，主要包括以下几个方面：
（1）作为直线运动的执行元件（机械手）；
（2）用于机械加工产品（电磁锤）；
（3）用于自动化仪表（绘图仪）；
（4）用于长距离的直线传输装置（新型电梯）。
如图所示为由直线同步电动机作动力的磁悬浮列车模型。直线同步电动机电枢绕组埋在路基中间，励磁绕组采用超导线圈，安装在车厢底部。由于超导线圈能提供极强的磁场，此种电机不需要铁心。车厢底部两侧还装有供磁悬浮用的超导磁浮线圈，在其下方的地基中铺有导电铝板，磁浮线圈产生的磁场在铝板中感生电流，它们相互作用产生推斥力，使列车悬浮。