第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首要研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的根底上添加了主動換刀設備，然后完結了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的會集加工。二十世紀70年代以來，加工中心得到迅速發展，呈現了可換主軸箱加工中心，它備有多個能夠主動替換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件一起進行多孔加工。 這種多工序會集加工的方法也擴展到了其他類型數控機床，例如車削中心，它是在數控車床上配置多個主動換刀設備，能操控三個以上的坐標，除車削外，主軸能夠停轉或分度，而由刀具旋轉進行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序，適于加工雜亂的旋轉體零件。
加工中心按主軸的安置方法分為立式和臥式兩類。臥式加工中心一般具有分度轉臺或數控轉臺，可加工工件的各個旁邊面；也可作多個坐標的聯合運動，以便加工雜亂的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉臺，僅作頂面加工。此外，還有帶立、臥兩個主軸的復合式加工中心，和主軸能調整成臥軸或立軸的立臥可調式加工中心，它們能對工件進行五個面的加工。 加工中心的主動換刀設備由寄存刀具的刀庫和換刀安排組成。刀庫種類許多，常見的有盤式和鏈式兩類。鏈式刀庫寄存刀具的容量較大。 換刀安排在機床主軸與刀庫之間交流刀具，常見的為機械手；也有不帶機械手而由主軸直接與刀庫交流刀具的，稱無臂式換刀設備。為了進一步縮短非切削時刻，有的加工中心配有兩個主動交流工件的托板。一個裝著工件在作業臺上加工，另一個則在作業臺外裝卸工件。機床完結加工循環后主動交流托板，使裝卸工件與切削加工的時刻相重合。