Łożyska walcowe na ogół nie wytrzymują dużych sił osiowych. Łożyska walcowe są zaprojektowane przede wszystkim tak, aby wytrzymywały obciążenia promieniowe. Ich rolki i bieżnie stykają się liniowo, co pozwala im wytrzymać duże obciążenia promieniowe, ale ich nośność osiowa jest bardzo ograniczona. Dzieje się tak dlatego, że połączenie bieżni-wałeczków w łożyskach walcowych nie jest zaprojektowane tak, aby skutecznie przenosić siły osiowe.
Jednakże niektóre specjalnie zaprojektowane łożyska walcowe, takie jak te z kołnierzami (np. modele NU, NJ, NUP), mogą wytrzymać pewne jednokierunkowe lub dwukierunkowe siły osiowe. Łożyska te wykorzystują kołnierze na końcach rolek, aby unieruchomić rolki w kierunku osiowym, dzięki czemu mogą wytrzymać ograniczone obciążenia osiowe. Mimo to ich nośność osiowa jest nadal znacznie niższa niż nośność promieniowa i zwykle wynosi tylko 10–20% nośności promieniowej.
W zastosowaniach praktycznych, jeśli konieczne jest jednoczesne wytrzymywanie dużych obciążeń promieniowych i osiowych, zwykle wybiera się łożyska stożkowe lub łożyska kulkowe skośne. Łożyska stożkowe mają stożkowy kontakt pomiędzy rolkami i bieżniami, dzięki czemu mogą wytrzymywać jednocześnie obciążenia promieniowe i osiowe przy dużej nośności osiowej. Łożyska kulkowe skośne, dzięki konstrukcji styku kątowego z bieżniami, wytrzymują większe obciążenia osiowe i określony stopień obciążenia promieniowego.
Ponadto na nośność osiową łożysk walcowych wpływa również metoda montażu. Jeżeli pierścień wewnętrzny lub zewnętrzny łożyska nie jest zamocowany, siły osiowe mogą zwiększyć luz łożyska, prowadząc nawet do uszkodzenia łożyska. Dlatego przy stosowaniu łożysk walcowych należy w miarę możliwości unikać sił osiowych lub zastosować inne środki (takie jak dodanie łożyska wzdłużnego) w celu rozłożenia obciążenia osiowego.
Podsumowując, podstawową funkcją łożysk walcowych jest wytrzymywanie obciążeń promieniowych, a ich nośność osiowa jest ograniczona. W zastosowaniach wymagających większych sił osiowych należy wybrać inne typy łożysk lub konstrukcję kombinowaną.