本发明涉及真空气缸技术领域，且公开了一种定轴直线行驶真空气缸，包括缸体，缸体内设有第二柱形腔，第二柱形腔的底部设有第一柱形腔，第一柱形腔和第二柱形腔之间阶梯设置，缸体同轴设有一根活塞，活塞的顶部安装有活塞头，活塞头沿着第二柱形腔上下移动；活塞为上下两端相互连通的空心结构，且活塞头顶部开设有和活塞连通的开口，第二柱形腔侧面顶部开设有出气口，让活塞内部和缸体内部连通；活塞的另一端从第一柱形腔伸至缸体外，缸体的底部同轴连接有轴筒，轴筒和活塞同轴设置，轴套内表面开设有至少一组设置的滚珠孔。本发明中的活塞被滚珠和限位槽进行限位，只能进行伸缩不能转动，使得活塞得到周向固定，只能做轴向直线运动。