方向向量的求法有多種，以下列舉三種常見情況：
已知直線l的方程爲ax+by+c=0，那麼直線l的方向向量可以是(-b,a)或者(b,-a)。
若直線l的斜率爲k，那麼l的一箇方向向量可以是(1,k)。
若已知直線上的兩點A(x1,y1)和B(x2,y2)，那麼AB所在直線的一箇方向向量可以是(x2-x1,y2-y1)。
此外，對於空間直線，其方向向量可以通過直線的點向式方程來求解。空間直線點向式方程的形式爲(x-x0)/l=(y-y0)/m=(z-z0)/n，其方向向量就是(l,m,n)或反向量(-l,-m,-n)。
方向向量反應的是直線與x軸夾角的大小和方向，只要給定的直線不變，便可構造出無數箇方向向量，因此方向向量不是唯一的。