1、精密加工技術
由於採用現代化的設計技術，優化了機床結構；高質量的加工零件、高性能的功能部件以及高檔數控系統和驅動裝置的應用使機床的功能更加完備；溫度補償、動態誤差補償等技術的綜合運用使機床的幾何精度、運動精度進一步提高。這些因素使精密加工技術取得重大突破，零件的加工精度和表面粗糙達到前所未有的水平，一些高檔數控機床已經能夠實現亞微米、納米級超精加工。
目前，金屬切削機床的加工精度可以達到0.001mm，超精密數控機床的微細切削和磨削加工精度可以達到0.05ｕm左右。採用光、電、化學等能源的數控特種加工機床，加工精度可達到0.001ｕm，進入納米級超精加工時代。
2、高速加工技術
高速加工技術是實現高精度、高粗糙度、高效加工的最有效途徑之一。應用新的機床運動學理論和先進的驅動技術，優化機床結構，採用高性能功能部件，移動部件輕量化，減少運動慣性，實現高效率、高精度和高表面質量為一體的精細加工。高速化的主要指標是主軸轉速，移動部件的進給速度、快速移動速度、加速度，工具、工件交換速度和物流速度等。從單一的切削刀具高速化，發展到機床加工全面高速化。目前，先進的金屬切削機床的高速主軸轉速可達20000r/min甚至更高，進給快速運動速度最高達100m/min，加速度達1g以上，換刀時間可小於1秒。應用高速加工技術縮短了切削時間和輔助時間，從而實現加工製造的高質量和高效率。
3、複合加工技術
複合加工是指在一臺數控機床上，通過一次裝卡以不同的加工方法，完成零件的多種工序加工。加工工序的集成不僅減少了安裝誤差、使加工精度提高，而且節省了裝卡時間，縮短了加工週期，生產效率明顯提高。隨著數控技術信息技術的發展，“一次裝卡，完成全部工序”，“一臺機床就是一個工廠”的理念正在成為現實，並且已經收到更多用戶的青睞。複合加工機床的發展正呈現多樣化的趨勢，從車銑複合、銑車複合到車、銑、磨、制齒等多工序複合，甚至是激光、電加工、熱處理等冷熱加工工序的複合，複合加工技術正處於蓬勃發展階段。
4、智能化控制技術
數字化控制技術的發展經歷了三個階段：一是數字化控制技術對機床單機的控制；二是運用網絡技術、信息技術集成生產管理信息，形成生產過程自動控制；三是製造過程的智能化控制，通過對製造過程數據的監測和相關參數的實時調整，實現智能化製造。在數控機床上專家智能系統的應用，能夠實現工藝參數的實時調整、加工誤差的自動補償、工件安裝位置的自動找正、運動部件的防干涉防碰撞、機床振動的自動消除以及故障自診斷、報警等功能。近年來，智能化技術在數控機床上的應用得到了突破性的進展，數控系統的在線技術後援和在線服務後援進一步提升了機床的功能和品質。
5、綠色製造技術
日趨嚴重的環境與資源約束使機床工具製造業的“綠色製造”技術越來越被重視，從節能降耗、延長工具使用壽命，控制噪聲和粉塵、控制有害物質排放等方面進行了廣泛研究，循環制造也蘊藏技術上的突破，數控機床綠色製造已受到高度重視，並被列入裝備製造業發展的重要目標。
6、極限製造技術
極限製造技術是指極大型、極微型、極精密型等極端條件下的製造技術。極限製造技術是數控機床技術發展的重要方向。重點研究微納機電系統的製造技術，超精密製造、巨型系統製造等相關的數控制造技術、檢測技術及相關的數控機床研製。如應用於製造大型電站設備、大型艦船、航空航天設備、超大型冶金和石油化工裝備等極大尺寸和極強功能的重型、超重型數控機床的研製；適應微小尺寸的微納米級加工新一代微型數控機床和特種加工機床的研製；極限製造領域的複合加工機床的研製等。近年來，極限製造在機床工具行業已成為重要的發展領域。
