Цикл и линейная цепь в ротаксанах химически не связаны друг с другом и удерживаются вместе за счет пространственных затруднений, создаваемых объемными концевыми группами. Иногда такую связь называют механической. При замыкании линейной цепи в цикл образуются катенаны — молекулы, содержащие несколько циклов, продетых друг в друга. Ротаксаны могут содержать несколько циклов.

При определенных условиях цикл способен обратимо мигрировать вдоль цепи (рис.); такие ротаксаны представляют собой молекулярные наномеханические устройства.