随着生产力的不断提高，机床结构的改进，加工范围的扩大，要求机床主轴的速度和功率也不断提高，主轴的转速范围也不断的扩大，主轴的恒功率调速范围更大，并有自动换刀的主轴准停功能等。
为了实现上述要求，主轴驱动要采用无级调速系统驱动。一般情况下主轴驱动只有速度控制要求，少量有位置控制要求，所以主轴控制系统只有速度控制环。
由于主轴需要恒功率调速范围大，采用永磁式电动机就不合理，往往采用他励式直流伺服电动机和笼型感应交流伺服电动机。
数控机床主旋转运动无需丝杠或其他直线运动的机构，机床的主轴驱动与进给驱动有很大的差别。
早年的数控机床多采用直流主轴驱动系统，但由于直流电动机的换向限制，大多数系统恒功率调速范围都非常小。随着微处理器技术和大功率晶体管技术的发展，20世纪80年代初期开始，数控机床的主轴驱动应用了交流主轴驱动系统。目前，国内外新生产的数控机床基本都采用交流主轴驱动系统，交流主轴驱动系统将完全取代直流主轴驱动系统。这是因为交流电动机不像直流电动机那样在高转速和大容量方面受到限制，而且交流主轴驱动系统的性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低，价格也比直流主轴驱动系统低。
