Tudi najzgodnejši avtomobili so bili sestavljeni s proizvodno linijo, včasih znano kot montažna linija, ker je to učinkovit in hiter način za proizvodnjo končnega izdelka ob zniževanju skupnih stroškov. Proizvodna linija avtomobilov vključuje več postaj, na katerih bodo delavci ali stroji izvajali različne korake v procesu montaže. Avto v proizvodnji se bo nato premikal po motoriziranem transportnem sistemu, ki bo pripeljal avto do naslednje delovne postaje, kjer bo delavec opravil še eno nalogo. Specifični deli proizvodne linije avtomobilov se lahko razlikujejo glede na proizvajalca, saj bodo nekateri proizvajalci izdelali več kot eno vrsto avtomobilov na eni liniji ali v eni tovarni.
V mnogih tovarnah se proizvodna linija avtomobilov začne s postavitvijo, pri kateri je okvir avtomobila nameščen na transportni sistem. Okvir je v bistvu okostje vozila, vsi ostali deli pa bodo pritrjeni na ta okvir ali podprti z njim. Ko je okvir pritrjen na linijo, se nanj lahko pritrdijo različni sestavni deli, kot so motor, menjalnik, pogonske osi in celo karoserija na različnih postajah vzdolž avtomobilske proizvodne linije. Vrstni red namestitve teh komponent se lahko razlikuje glede na tovarno.
Včasih je telo avtomobila sestavljeno na ločeni liniji, nato pa se pripelje na glavno proizvodno linijo za namestitev na okvir. V drugih primerih se karoserijske plošče po potrebi namestijo na avtomobil na glavni proizvodni liniji avtomobila. Tudi plošč ni nujno treba namestiti naenkrat; v večini primerov je najlažje namestiti plošče eno za drugo, s čimer se omogoči namestitev notranjih komponent tudi po namestitvi nekaterih karoserijskih plošč. Prtljažnik, na primer, je mogoče namestiti že zgodaj v procesu, vendar lahko pokrov in četrtne plošče ter plošče vrat izklopite, dokler ni mogoče namestiti notranjih komponent.
Na sodobnih modelih proizvodnih linij avtomobilov bodo robotski stroji pogosto vgradili komponente, za katere so bili včasih odgovorni ljudje. To je storjeno za izboljšanje varnosti, pa tudi za izboljšanje učinkovitosti, saj lahko roboti vedno znova izvajajo isto gibanje v enakih tolerancah in z manj napakami. Ljudje morajo še vedno namestiti številne druge komponente, saj lahko namestitev zahteva določene spretnosti in prilagodljivost, ki jih računalnik ne more prilagoditi. Ko je avto pregledan – običajno s strani človeka – bo avto dokončan in pripravljen za uporabo.