主轴系统由主轴伺服电源、主轴电机、主轴传动系统以及主轴组件组成。主轴的启动、停止和变速等均由数控系统控制，是切削加工的功率输出部件，也是加工中心的关题部件。与常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更大的调速范围并能无级变速。主轴内部刀具自动夹紧机构是自动刀具交换装置的组成部分。主轴要有准停功能相工中心上常用的主轴电动机为交流调速电动机和交流伺服电动机。交流调速电动机制造成本较低，但不能实现电动机轴在圆周任意方向的准确定位，电动机以很大转矩实现微小位移。电主轴是在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置等。电动机的转子直接作为机床的主轴，主轴单元的壳体就是电动机机座，并且配合其他零部件，实现电动机与机床主轴的一体化。随着电气传动技术（变频调速技术、电动机矢量控制技术等）的迅速发展和日趋完善，高速数控机床主传动系统的机械结构已得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”(ElectricSpindle,Motor Spindle)。由于当前电主轴主要采用的是交流高频电动机，故也称为“高频主轴”（High FrequencySpindle)。由于没有中间传动环节，有时又称它为“直接传动主轴”（Direct Drive Spindle)。