Die Kugelumlaufspindel ist Teil des Kugelgewindetriebes. Die Kugelumlaufspindel eignet sich besonders bei Werkzeugmaschinen bzw. allgemein für Maschinen bei denen Werkstücke befestigt werden müssen. Mit Hilfe der Kugelumlaufspindel und des sogenannten Kugelgewindetriebes können die Werkstücke eingespannt werden. Die Kugelumlaufspindel wird entweder direkt durch einen Motor oder mit Hilfe von Riemen angetrieben. Der Kugelgewindetrieb enthält zwischen Kugelumlaufspindel und Mutter Kugeln, die sich beim Drehen axial auf der Kugelumlaufspindel bewegen.

Ein Kanal in der Spindelmutter bewegt die Kugeln der Kugelumlaufspindel wieder zurück, sodass der Kreislauf geschlossen wird in dem die Kugeln zirkulieren. Kugelumlaufspindeln werden durch bestimmte Merkmale gekennzeichnet. Dazu zählen unter anderem die Steigung der Kugelumlaufspindel. Mit ihr wird die in Millimetern vertikal zurückgelegte Strecke der Kugelumlaufspindel-Mutter je Umdrehung der Kugelumlaufspindel gemessen. Ein weiteres Merkmal stellt die Geschwindigkeit dar. Durch Kugelumlaufspindeln und der damit verbundenen Kugellagerung solle eine Geschwindigkeit von bis zu 3000 m/min das entsprich 180 km/h ermöglicht werden. Durch die Kugeln, welche die Kugelumlaufspindel im Idealfall an beiden Flanken des Gewindes berühren, entsteht weniger Reibung und somit weniger Verschleiß der Kugelumlaufspindel und –Mutter. Zwischen den tragenden Kugeln der Kugelumlaufspindel können etwas kleinere Distanzkugeln eingesetzt werden, welche den Verschleiß weiter minimieren. Durch zusätzlich verbaute Kugelkäfige aus Kunststoff kann eine weitere Verringerung der Reibung erreicht werden. Diese Kugelkäfige sind jedoch sehr teuer und werden normalerweise nur in Hochgeschwindigkeits-Kugelgewindetrieben verbaut.

Weiterhin wird die Kugelumlaufspindel geschmiert was natürlich auch zu einer geringeren Reibung führt. Bei der Herstellung von Kugelumlaufspindeln muss die Oberfläche der Laufrille gehärtet werden, sodass der Verschleiß geringer ausfällt. Ein großer Vorteil von Kugelgewindetrieben mit Kugelumlaufspindeln ist das einstellen des Kugelgewindetriebes bei geringem Spiel. Nicht nur der Verschleiß sondern auch der Energieverbrauch ist bei Kugelumlaufspindeln geringer. Heute haben Kugelgewindetriebe die ehemals benutzten Trapezgewindespindeln in den meisten Bereichen des Maschinenbaus nahezu vollständig abgelöst.