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。
传统三轴机床在处理复杂表面或多孔件时，需要使用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在单次装夹下进行高速、高精密加工。
关键点在于如何描述刀具（或测头）的位置和姿态。三轴数控机床虽然可以改变刀具（或测头）的位置，但其姿态固定，如立式三轴机床，其刀向方向始终沿着Z轴。这足以通过X、Y、Z三个直线軸的坐標值确定刀具（或测头）的位置和姿態。
五轴数控机床则是在三轾基础上增加两个旋转軸——A、B軸。在五軸加工中，由于这两个旋转軸，使得刀具（或测头）的位置和姿態都會改變。此時，除了考虑直線軌跡外，还需要考慮到兩個旋轉中心與主軸之間的關係，即“工具矢量”。
這樣，在控制系統中，可以通過數控程序中的工具矢量來計算出每個旋轉軸應該轉多少角度，以達到特定的位姿，這就是為什麼五軸聯動機床可以進行複雜曲面的加工。而且，它們能夠依靠數控系統、伺服系統以及RTCP等功能實現聯動作業。
總結來說，加入兩個額外的旋轉運動不僅能夠讓機械從空間上的任何方向接近被處理物體，而且還能夠由於它們獨立運行，而無需對其他部件進行干擾，這正是為什麼我們選擇了5條而非6條運動路徑。
