为了保证主轴单元的刚性、旋转精度，并控制滚动体的公转和自转打滑，降低噪声等，需要对主轴NTN轴承施加一定的预紧载荷。例如，角接触球NTN轴承能承受径向和一个方向的轴向载荷，在径向载荷作用下，NTN轴承内部产生一个沿轴向方向作用的力，必须有另一相对的外力( 预载荷) 来平衡。合适的预载荷不仅可以消除NTN轴承的轴向游隙，抑制滚动体的旋转滑动，还能减小高速旋转时滚动体与内、外圈滚道接触角的变化，以影响整个系统的阻尼特性，从而提高NTN轴承刚度和旋转精度 另外，还可以降低振动噪声、抑制温升和延长疲劳寿命。
　　但是预载荷过大，会加剧NTN轴承的摩擦，使温升迅速提高，以致造成烧伤，降低使用寿命。
　　NTN轴承的预紧方式有径向预紧和轴向预紧。径向预紧适用于圆柱滚子NTN轴承 轴向预紧适用于角接触球NTN轴承、圆锥滚子NTN轴承和推力NTN轴承。角接触球NTN轴承的轴向预紧，又可分为定位预紧和定压预紧。即采用改变NTN轴承结构和采用预紧力补偿原理( 独立制作预紧力补偿装置) 2 种方法来实现预载荷的控制。对于定位预紧，在转速不太高和变速范围比较小的情况下，采用刚性预载荷( 改变内外隔圈或NTN轴承内、外圈的宽度尺寸差) 来施加预载荷。定位预紧控制预紧力十分有效，操作方便，但会随速度的升高，轴系零件的发热而变化，而且电主轴装配完成后，其预载荷大小无法调整，当NTN轴承出现磨损时，更换NTN轴承势必要重新调整整个控制系统，这给用户的维修带来很多不便。定压预紧则是在转速较高和变速范围比较大的情况下，使用弹性预载荷装置( 选用合适的弹簧或借助油腔压力变化) 来调整预紧力大小，可减小温度和速度对预载荷的影响。对于速度性能和使用寿命要求较高的电主轴，或者需要防止轴系发生轴向振动的场合，可采用定压预紧。由于定压预紧中自行设计和制造可调整预载荷的装置( 如弹簧等) 会吸收NTN轴承的相对位置的微小变化，所以定压预紧对高速旋转性能有利，但对系统刚度不利。对转速变化幅度较大的主轴系统，为确保低速时的刚度和高速时预载荷的稳定，可采用可变预载荷的预紧方式，比如: 预载分档或定位预载与定压预载切换等。为了满足在不同工况下预紧力的优化，目前已在研究开发通过压电元件控制预紧力的微机控制预紧力系统，实现预紧力的在线控制。
　　研究表明，组配NTN轴承存在最佳预载荷值，其值与多种因素有关。因此在确定最佳预载荷时，应综合考虑NTN轴承的组配方式、工作转速、系统刚度及寿命等因素。
　　为提高主轴系统的支承刚度，机床主轴用滚动NTN轴承通常采用双联或多联的组配方式［1］。通常，深沟球NTN轴承、圆柱滚子NTN轴承用来承受主轴的径向载荷 推力球NTN轴承或推力滚子NTN轴承用来承受轴向载荷 角接触球NTN轴承和圆锥滚子NTN轴承用来承受径向、轴向联合载荷以及载荷方向不够清晰的附加载荷。根据机床的工作特点，为主轴选用不同的NTN轴承配置形式。例如，因为圆柱滚子NTN轴承能够补偿轴的热膨胀，如果后端使用超高速单列圆柱滚子NTN轴承，前端使用耐用性好的( 定位预紧) 角接触球NTN轴承，这样配置组合，就能简化主轴结构，使主轴运转实现高速和高可靠性。