复合化包括工序复合化和功能复合化。数控机床的发展已模糊了粗、精加工工序的概念。加工中心（包括车削中心、磨削中心、电加工中心等）的出现，又把车、铣、镗、钻等类的工序集中到一台机床来完成，打破了传统的工序界限和分开加工的工艺规程。一台具有自动换刀装置、自动交换工作台和自动转换立卧主轴头的镗铣加工中心，不仅一次装卡可以完成镗、铣、钻、铰、攻丝和检验等工序，而且还可以完成箱体五个面粗、精加工的全部工序。

近年来，又相继出现了许多跨度更大的、功能集中的复合化数控机床。日本池贝铁工所的TV/4LII式加工中心，由于采用了U轴，亦可进行车加工。东芝机械GMC-95立式加工中心，在一根主轴上既可进行切削又可进行磨削。美国CINCINNATILIMI LACRON公司的车、铣、镗多用途制造中心，在一台车削中心上不仅可以完成回转体的外圆和端面的车削加工，还可完成铣平面、钻偏心孔、钻斜孔、开曲线槽等加工，使刀具回转的加工中心或磨削中心与工件回转的车削中心复合，如意大利SAFOP的车、镗、铣、磨复合机床，德国ALPINT-SEINNEL公司M30型铣削一车削复合中心,ETA公司GILDEMISTER复合车—铣机床。还有成型机床与切削机床的复合，如瑞士RASKIN的冲孔、成型与激光切割复合WHTTNET公司的等离子加工与冲压复合等。在多轴和多轴联动控制方面，日本的FANUCI5系统为2轴~15轴，西门子880系统控制轴数达24轴。

例如：采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形状进行切削，不仅粗糙度降低，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控机床的数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型$轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoutuin系列加工中心，可在一次装夹下完成5面加工和5轴联动加工，由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。