在工科生心中，通常会有这样一个概念：三维空间中的一个物体具有6个自由度。例如，该坐标系为右手坐标系，这六个自由度分别为：沿着X、Y、Z三个轴的直线自由度；和绕着X、Y、Z三个轴的旋转自由度，旋转方向的正方向满足右手螺旋定则。
由于这个概念的影响，人们可能会误以为“实现空间任意方向进行加工，机床就得拥有6个自由度或6个轴”。但事实是：空间物体有6个自由度，并不意味着能实现任意角度加工的机床就必须包含6个轴。这是问题的关键。
传统的三轴机床在加工包含复杂表面或是具有各个方向孔的工件时，为了使得刀具从各个方向与工件接触，需要用到特殊的夹具，并且还要进行多次地工序变换。但使用五轴联动数控机床，可以实现在单次装夹下进行复杂形状工件的高速、高精密加工。
也就是说，刀具（或测头）可以从任意方向接近工件，这才是机床实现任意角度加工的根本原因。而机床是通过控制刀具（或测头）的位置和姿态来实现工件的加工（或测量）。因此，关键问题或者说前提是如何描述刀具（或测头）的位置和姿态。
三轴数控机床
在三轴数控机床中，由于刀具（或测头）的位置在不断变化，但是刀具（或测头）的姿态却是固定的。例如，一般立式三轴机床中的刀塔一直沿着主軸向上。通过X、Y两个直线及Z的一个旋转軸即可完全确定刀具（或测头）的位置和姿态。
五轴数控机会增加两个额外的小型运动系统，使其能够执行更复杂的心形曲线等工作。在这种情况下，即使工具中心点处于固定状态，它仍然可以围绕不同的中心点切割不同类型的心形曲线，从而提供了更广泛的一系列可能性以适应各种不同的零部件设计。此外，还有一些专门用于高精确性需求，如航空航天零部件制造领域的大型五axis CNC激光切割系统，它们允许用户根据所需创建复杂几何图案并完成精确切割任务。
