Incluso los primeros automóviles se ensamblaban utilizando una línea de producción, a veces conocida como línea de ensamblaje, porque esta es una forma eficiente y rápida de producir un producto terminado mientras se reducen los costos generales. La línea de producción de automóviles incluye varias estaciones en las que los trabajadores o las máquinas realizarán varios pasos en el proceso de ensamblaje. El automóvil en producción luego se moverá a lo largo de un sistema transportador motorizado que llevará el automóvil a la siguiente estación de trabajo, donde un trabajador realizará otra tarea. Las partes específicas de una línea de producción de automóviles pueden variar según el fabricante, ya que algunos fabricantes crearán más de un tipo de automóvil en una sola línea o en una sola fábrica.
En muchas fábricas, la línea de producción de automóviles comienza con la configuración, en la que el marco del automóvil se monta en el sistema de transporte. El marco es esencialmente el esqueleto del vehículo, y todas las demás partes estarán aseguradas a este marco o soportadas por él. Una vez que el bastidor está asegurado a la línea, varios componentes como el motor, la transmisión, los ejes motrices e incluso la carrocería se pueden asegurar en varias estaciones a lo largo de la línea de producción del automóvil. El orden de instalación de estos componentes puede variar según la fábrica.
A veces, la carrocería del automóvil se ensambla en una línea separada y luego se lleva a la línea de producción principal para su instalación en el marco. En otros casos, los paneles de la carrocería se instalan en el automóvil en la línea de producción principal del automóvil según sea necesario. Tampoco es necesario instalar los paneles todos a la vez; en la mayoría de los casos, es más fácil instalar los paneles uno a la vez, lo que permite instalar los componentes internos incluso después de que se hayan instalado algunos paneles de la carrocería. El maletero, por ejemplo, se puede instalar al principio del proceso, pero el capó y los paneles laterales, así como los paneles de las puertas, pueden dejarse hasta que se puedan instalar los componentes internos.
En los modelos de líneas de producción de automóviles modernos, la maquinaria robótica a menudo instalará componentes que los humanos solían ser responsables de instalar. Esto se hace para mejorar la seguridad, pero también para mejorar la eficiencia, ya que los robots pueden realizar el mismo movimiento una y otra vez dentro de las mismas tolerancias y con menos errores. Sin embargo, todavía se requiere que los humanos instalen muchos otros componentes, ya que la instalación puede requerir ciertas habilidades y adaptabilidad que una computadora no puede acomodar. Una vez que el automóvil ha sido inspeccionado, generalmente por un humano, el automóvil estará terminado y listo para su uso.