在CNC數控車床之主軸為重要的關鍵元件之一，心軸本體為速度、剛性與變性主要的關鍵參數，因此設計主軸時如何獲得高速與高剛性在心軸設計則相形重要。在傳動方面主要分為皮帶式、齒輪式、內藏式與直節式等傳動動力之形式，因此主軸也是常常利用傳動形式進行分類。一般主軸單元的總體要求是保證在相同的負載與轉速下，帶動工件或刀具精確而穩定的繞其軸心線旋轉，并長期保持這種性能。因此有下列的基本要求﹕1.旋轉精度2.剛性3.抗振性4.溫升與熱變形等，本單元將介紹CNC工具機機械人才鑑定主軸設計與應用相關科目與技術。
主軸分類原理：
CNC數控車床與數控銑床兩大類其應用有所差異，一般車床主軸夾持工件進行旋轉運動，則X/Z軸進行切削加工運動，因此夾頭與旋轉油壓缸為重要的夾持機構并且與主軸進行整合。而銑床主軸夾持刀把與刀具進行旋轉運動，則X/Y/Z軸進行切削加工運動，因此拉刀機構為重要的刀具夾持機構并且與主軸進行整合。然而主軸設計時必須考慮與計算之項目如下：
(1)計算切削力、馬達加減速時間等，作為主軸馬達選用相關料，也為計算軸承壽命之依據;
(2)主軸心軸本體主要參數確定，主要在決定主軸之內徑、外徑、懸伸量及跨距等;
(3)主軸剛性計算分析，主要包括徑向剛性、扭轉剛性及臨界轉速計算分析;
(4)軸承的計算，依選定之軸承計算其疲勞壽命; (5)皮帶資料，此部份為廠商提供之技術資料;
(6)盤形彈簧計算，確認其疲勞壽命;
(7)拉鬆刀力量分析等，在刀把主要有3種規格，包含BT系列錐度為7/24，HSK系列錐度為1/10，Capto系列錐度為1/20。
一般齒輪式主軸與皮帶式主軸應用適合中重切削數控車床與低轉速之應用，而直結式主軸與內藏式主軸應用于輕切削高進給之應用方式，直結式主軸為高速切削應用的入門形式，主要優點為構造簡單與容易直傳高速化，缺點為高速連軸器成本高、抓刀系統設計較困難與連軸器應用技術等。在高速內藏式主軸方面主要優點為容易達到高轉速、震動較低、容易模組化與噪音低，缺點為主軸需解決熱溫升之問題、製造維護成本高與模組製造技術要求較高。
臺灣程泰專業生產數控車床，其主軸皆由自己設計研發及生產，達成更高的生產標準，其主軸標均可配置皮帶式、齒輪式、內藏式，主要看具體機型和配置要求。
