ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งมีโครงสร้างคล้ายกับตลับลูกปืนเม็ดกลม แต่ใช้การสัมผัสแบบเส้นแทนการสัมผัสแบบจุด ทำให้รับน้ำหนักได้มากกว่าและทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่า ลูกกลิ้งมีหลายรูปทรง ได้แก่ ทรงกระบอก ทรงกลม ทรงกรวย และทรงเข็ม ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกรับแรงผลักได้จำกัด ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกลมสามารถรองรับการเยื้องศูนย์และแรงผลักได้มากกว่า และเมื่อใช้สองตัวร่วมกันจะรับแรงผลักได้ทั้งสองทิศทาง ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกรวยสามารถรับแรงผลักได้มาก ตลับลูกปืนเข็ม ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอก สามารถรับแรงรัศมีได้สูงเมื่อเทียบกับขนาด และสามารถผลิตเป็นตลับลูกปืนลูกกลิ้งเข็มรับแรงผลักได้

ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งมีให้เลือกทั้งแบบที่มีลูกกลิ้งครบชุด และตลับลูกปืนแบบเข็มเกือบทั้งหมดก็จะเป็นแบบเดียวกันนี้ ตลับลูกปืนแบบเข็มมีประสิทธิภาพเป็นพิเศษกับการเคลื่อนที่แบบไป-กลับ แต่แรงเสียดทานจะสูงกว่าเนื่องจากการเสียดสีระหว่างลูกกลิ้ง

เมื่อใช้ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกกับเพลาที่มีการเยื้องศูนย์เชิงมุม ควรใช้ตลับลูกปืนลูกกลิ้งสั้นสองตัวประกบกันแทนที่จะใช้ตลับลูกปืนลูกกลิ้งยาวตัวเดียว

การเลือกใช้ตลับลูกปืนแบบลูกบอลหรือแบบลูกกลิ้ง
โดยทั่วไปแล้ว ตลับลูกปืนเม็ดกลมจะใช้กับความเร็วสูงและภาระที่เบากว่าตลับลูกปืนลูกกลิ้ง ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทำงานได้ดีกว่าภายใต้แรงกระแทกและแรงกด

ตลับลูกปืนเม็ดกลมมักขายเป็นชุดและสามารถเปลี่ยนได้ทั้งชุด ในขณะที่ตลับลูกปืนลูกกลิ้งมักสามารถถอดประกอบได้ และสามารถเปลี่ยนเฉพาะตัวยึดลูกกลิ้งและลูกกลิ้ง หรือวงแหวนด้านนอกหรือด้านในได้ รถยนต์ขับเคลื่อนล้อหลังมักใช้การจัดเรียงแบบนี้สำหรับล้อหน้า ข้อดีของการออกแบบนี้คือ วงแหวนสามารถยึดติดกับเพลาและตัวเรือนได้อย่างแน่นหนาเพื่อสร้างชุดประกอบถาวรโดยไม่เสี่ยงต่อความเสียหายของลูกกลิ้งเอง

ตลับลูกปืนเม็ดกลมแถวเดียวได้รับการกำหนดมาตรฐานและสามารถใช้ทดแทนกันได้ระหว่างผู้ผลิตต่างๆ ส่วนตลับลูกปืนลูกกลิ้งนั้นมีการกำหนดมาตรฐานที่ไม่เป็นทางการมากนัก ดังนั้นผู้กำหนดสเปคจึงต้องตรวจสอบแคตตาล็อกของผู้ผลิตเพื่อเลือกตลับลูกปืนที่เหมาะสมกับการใช้งาน

ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งผลิตขึ้นโดยมีระยะห่างภายในอยู่ระดับหนึ่ง การเยื้องศูนย์เพียงเล็กน้อยที่ทำให้ลูกบอลเคลื่อนที่ออกจากตำแหน่งและทำให้ระยะห่างภายในหายไปนั้น ไม่น่าจะส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของตลับลูกปืนมากนัก ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งมีความไวต่อการเยื้องศูนย์เชิงมุมมากกว่า ตัวอย่างเช่น ตลับลูกปืนแบบลูกบอลที่หมุนด้วยความเร็วปานกลางและมีการประกอบที่ค่อนข้างหลวม อาจทำงานได้สำเร็จแม้จะมีการเยื้องศูนย์เชิงมุมสูงถึง 0.002 ถึง 0.004 นิ้ว/นิ้ว ระหว่างตลับลูกปืนกับเพลา ในทางกลับกัน ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้งทรงกระบอกอาจมีปัญหาหากการเยื้องศูนย์เกิน 0.001 นิ้ว/นิ้ว โดยทั่วไปแล้ว ผู้ผลิตจะระบุช่วงการเยื้องศูนย์เชิงมุมที่ยอมรับได้สำหรับตลับลูกปืนแต่ละชนิดของตน