1. 高速化
隨著汽車、國防、航空、航天等工業的高速發展以及鋁合金等新材料的應用，對數控工具機加工的高速化要求越來越高。
a.主軸轉速：工具機採用電主軸(內裝式主軸電機)，主軸最高轉速達200000r/min；
b. 進給率：在解析度為0.01µm時，最大進給率達到240m/min且可獲得複雜型的精確加工；
c. 運算速度：微處理器的迅速發展為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保障，開發出CPU已發展到32位以及64位的數控系統，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由於運算速度的極大提高，使得當解析度為0.1µm、0.01µm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；
d. 換刀速度：目前國外先進加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。
2. 高精度化
數控工具機精度的要求現在已經不局限於靜態的幾何精度，工具機的運動精度、熱變形以及對振動的監測和補償越來越獲得重視。
a. 提高CNC系統控制精度：採用高速插補技術，以微小程序段實現連續進給，使CNC控制單位精細化，並採用高解析度位置檢測裝置，提 高位置檢測精度，位置伺服系統採用前饋控制與 非線性控制等方法；
b. 採用誤差補償技術：採用反向間隙補償、絲杆螺距誤差補償和刀具誤差補償等技術，對設備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。
c. 採用網格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度: 通過仿真預測工具機的加工精度，以保證工具機的定位精度和重複定位精度，使其性能長期穩定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務，並保證零件的加工質量。
3. 功能複合化
複合工具機的含義是指在一臺工具機上實現或儘可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據其結構特點可分為工藝複合型和工序複合型兩類。加工中心能夠完成 車削、銑削、鑽削、滾齒、磨削、雷射熱處理等多種工序，可完成複雜零件的全部加工。隨著現代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯動數控工具機越來越受到各 大企業的歡迎。
4. 控制智能化
隨著人工智慧技術的發展，為了滿足製造業生產柔性化、製造自動化的發展需求，數控工具機的智能化程度在不斷提高。具體體現在以下幾個方面：
a. 加工過程自適應控制技術；
b. 加工參數的智能優化與選擇；
c. 智能故障自診斷與自修復技術；
d. 智能故障回放和故障仿真技術；
e. 智能化交流伺服驅動裝置；
f. 智能4M數控系統：在製造過程中， 將測量 、建模、加工、機器操作四者(即4M)融合在一個系統中 。
5. 體系開放化
a. 向未來技術開放：由於軟硬體接口都遵循公認的標準協議，可採納、吸收和兼容新一代通用軟硬體。
b. 向用戶特殊要求開放：更新產品、擴充功能、提供硬軟體產品的各種組合以滿足特殊應用要求；
c. 數控標準的建立：標準化的程式語言，既方便用戶 使用，又降低了和操作效率直接有關的勞動消耗。
6. 驅動並聯化
可實現多坐標聯動數控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足複雜特種零件的加工，並聯工具機被認為是「自發明數控技術以來在工具機行業中最有意義的進步」和「21世紀新一代數控加工設備」。
7. 極端化(大型化和微型化)
國防、航空、航天事業的發展和能源等基礎產業裝備的大型化需要大型且性能良好的數控工具機的支撐。而超精密加工技術和微納米技術是21世紀的戰略技 術，需發展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型製造工藝和裝備。
8. 信息交互網絡化
既可以實現網絡資源共享，又能實現數控工具機的遠程監視、控制、遠程診斷、維護。
9. 加工過程綠色化
近年來不用或少用冷卻液、實現幹切削、半乾切削節能環保的工具機不斷出現， 綠色製造的大趨勢使各種節能環保工具機加速發展。
10. 多媒體技術的應用
多媒體技術集計算機、聲像和通信技術於一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。可以做到信息處理綜合化、智能化，應用於實時監控 系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等，因此有著重大的應用價值。