Un rodamiento de rodillos esféricos presentaba dos filas de elementos de rodillos internos que se estrechaban hacia su extremo como un barril de vino. Este tipo de cojinete se alinea automáticamente y se usa normalmente donde son comunes los impactos altos o las cargas desalineadas. Los rodamientos de rodillos esféricos son comparativamente caros, pero generalmente tienen una vida útil más larga que otros tipos de rodamientos. También están disponibles como variantes de servicio pesado para su uso en aplicaciones de alta carga. Un rodamiento de rodillos esféricos no solo puede absorber altos grados de desviación angular, sino también velocidades operativas generalmente más altas.
Los rodamientos de rodillos esféricos comparten un diseño básico común con los rodamientos de rodillos rectos y cónicos en el sentido de que constan de un aro interior, una pista de rodillos cautiva y un aro exterior. La principal diferencia en los diseños está en el juego de rodillos, que consiste en una doble fila de rodillos en forma de barril que normalmente se mantienen en una jaula de latón o acero inoxidable. Este diseño permite que las filas de rodillos de un rodamiento de rodillos esféricos funcionen a diferentes velocidades, lo que permite que el rodamiento absorba altos niveles de desviación lineal. Esta característica le da a este diseño una combinación de características de cojinete radial y de empuje, lo que lo hace excepcionalmente robusto.
Debido a la relativa complejidad del proceso de fabricación involucrado, los rodamientos de rodillos esféricos son más costosos que otros diseños. Sin embargo, tienen una vida útil más larga debido a su naturaleza intrínsecamente robusta. Estos rodamientos son capaces de funcionar en condiciones extremas con una lubricación mínima de hasta el doble de tiempo que los rodamientos convencionales de rodillos y bolas. Algunas variantes de rodamientos de rodillos esféricos pueden incluir características de anillo exterior perforado y ranura de aceite en su diseño para facilitar una lubricación más fácil y extender aún más su longevidad. En general, esta vida útil prolongada, junto con los ahorros en el tiempo de inactividad para el reemplazo de rodamientos, justifica los costos adicionales involucrados en la instalación de este tipo de rodamiento.
Ciertas gamas de rodamientos de rodillos esféricos están disponibles con jaulas y rodillos de servicio pesado que son adecuados para aplicaciones de demanda extrema, como cribas vibratorias. Este tipo de maquinaria reduce el trabajo de un rodamiento convencional debido a la carga de choque constante y la desviación lineal involucradas en su funcionamiento. En este tipo de entorno operativo agresivo, el rodamiento de rodillos esféricos es el único tipo que ofrece una vida útil aceptable. Este tipo de cojinete también se puede utilizar a velocidades de rotación generalmente más altas que las de otros diseños de cojinetes. En algunos casos, esta diferencia en la velocidad límite puede llegar al 20 por ciento o más.