燈絲陰極發射電子，陽極對電子加速。調制極位于燈絲與陽極之間，對電子束電流起調節和初聚作用。聚焦極對調制極初聚的電子流進一步聚焦以獲得更細的合適束斑。由于聚焦線圈的應用，使直形電子槍可以得到100kW/cm2以上的高能密度，而且易控制調節。因此，所用的大功率電子束應用設備多采用軸向槍。
軸向槍的發明者是Pierce，為了紀念這位發明家，人們也將軸向槍稱為“Pierce槍”。
