在工科生心中，通常会有这样一个概念：三维空间中的物体具有6个自由度。就像右手坐标系那样，这六个自由度分别是沿着X、Y、Z三个轴的直线自由度，以及绕这三个轴的旋转自由度。然而，这并没有直接决定机床必须拥有6个轴或6个自由度。
传统三轴加工机床在处理复杂表面或多孔件时，需要特殊夹具和重复变换过程来使刀具从各方向接触工作件。但是五轴联动数控机床能够实现单次装夹高速、高精密加工复杂形状。
关键在于描述刀具（或测头）的位置和姿态。三轴数控机床虽然位置变化，但姿态固定，如立式三轴机床，其刀轴方向始终沿Z轴方向。在这种情况下，只需X、Y、Z三个直线坐标值即可确定位置和姿态。
五軸數控機床則是在此基礎上增加了兩個旋轉軸，通常稱為A、B軸，這些軸與X、Y及Z直線軸交叉進行旋轉，使得刀具（或測頭）的位置和姿態都能變化。此時，可以通過A、B軸的兩個任意選擇來控制其中一個，并通过X、Y及Z直線坐標進行定位。此外，由於這兩個旋轉軸的存在，使得刀具（或測頭）的位置和姿態均會改變，並且可以通過“刀柄向量”來描述其角度，即以i, j, k为单位向量，每元素对应于該向量在直线XYZZXYZ六个方向上的投影值。
因此，在选择五轴联动而非六轾联动时，我们实际上是在考虑到对于大多数产品来说，不需要进行完全随意角度下的加工，而是只需要有限几个标准切割角的情况。而为了实现这些标准切割角，我们不需要额外的第二组独立的运动系统，因为我们可以利用现有的运动系统来完成所有必要的切割操作。这就是为什么五台联动足够，而不需要六台联动这一观点所基于的一种实用主义设计理念。
