数控车床的主轴是一个空心阶梯轴。主轴的内孔用于通过长的棒料及卸下顶尖时穿过钢棒，也可用于通过气动、电动及液压夹紧装置的机构。主轴前端的锥孔为公制90mm，用于安装顶尖套及前顶尖。有时也可安装心轴，利用锥面配合的摩擦力直接带动心轴和工件转动。主轴后端的锥孔为工艺孔。数控车床主轴安装在三个支承上。前支承中有三个滚动轴承，前面是C级精度的3182124k型双列圆柱滚子轴承，用于承受径向力。这种轴承具有刚性好、精度高、尺寸小及承载能力大等优点：后支承采用一对7020ACTA/P5DBB型号的向心推力轴承。主轴支承对数控车床主轴的运转精度及刚度影响很大，数控车床厂家主轴轴承应在无间隙(或少量过盈)条件下运转，直接影响机床的加工精度，因此主轴轴承的间隙须定期进行调整。