在工程领域，人们往往会有一种直观的理解：三维空间中的一个物体拥有6个自由度。例如，在右手坐标系中，这六个自由度分别包括沿X、Y、Z三个轴的直线运动，以及绕这三个轴旋转的角度，这些旋转方向遵循右手螺旋定则。

然而，由于这种直观理解的误导，我们可能会以为“实现任意空间方向加工，机床就必须具备6个自由度或6个轴”。但实际情况是：虽然空间物体有6个自由度，但并不意味着所有能实现任意角度加工的机床都需要包含6个轴。这便是问题所在。

传统三轴加工中心在处理复杂表面或多孔部件时，为了使刀具从各个方向与工作件接触，它们需要使用特殊夹具，并且进行多次工序变换。但是，五轴联动数控机床能够通过单次装夹完成高速、高精密加工复杂形状部件。

关键点在于刀具（或测头）可以从任何方向接近工作件，从而实现任意角度加工。而机床通过控制刀具（或测头）的位置和姿态来完成工件的加工（或测量）。因此，描述刀具（或测头）位置和姿态是核心问题。

三轴数控机床在其加工过程中，即使刀具（或测头）的位置不断变化，其姿态却保持不变。例如，一般立式三轴机床上的刀軸始终沿着Z軸方向移动，而X、Y、Z三个直线軸坐标值足以确定其位置和姿态。

相比之下，五轴数控机床是在基于三轾基础上添加两个额外的旋转軸——通常称为A、B、C軸，其中A及B或者C两根随機選擇的一根。這兩個額外的轉軸允許了更為複雜形狀部件與更大範圍內進行操作，因為它們提供了更多樣化的手法來處理複雜曲面的切割與測量過程。在五軸系統中，這兩個額外轉軌會導致工具頭(如刀片) 的位置以及它朝向變化，並且可以通過數控系統依據預先設定好的程序來精確地控制這些運動，以實現所需的手法與測量需求。此時，這種機器被稱作「五軸聯動」數控機床。