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，这并不是说为了实现任意角度加工，我们必须拥有6个轴。
传统三轴机床在加工复杂形状或多孔部件时，需要特殊夹具和多次变换来使刀具从不同方向接触。但是，五轴联动数控机床可以在单次装夹下进行高速、高精密加工。
关键在于如何描述刀具（或测头）的位置和姿态。三轴数控机床虽然通过X、Y、Z三个直线轴的坐标值确定了位置，但姿态固定。在五轴机床中，因为两个额外的旋转軸A和B，可以通过这些旋转軸來變化刀具（或測頭）的姿態，使其能從任何角度接近被加工物品。
此外，由于两个旋转軸導致刀具（或測頭）位置與姿態均會改變，而這兩個額外軸提供了足夠的機制以控制這些變化，這就是為什麼我們不需要六個軸來實現任意角度加工。而且，這兩個额外の旋轉軸允許通過數控系統控制運動學反解，以便將预定的位姿傳达给运动系统，从而确保正确地将刀具（或测头）移动到所需位置与朝向上。此种方式使得五轴联动数控机床成为实现复杂曲面加工的一种高效工具。
