隨著生產力的不斷提高，機床結構的改進，加工范圍的擴大，要求機床主軸的速度和功率也不斷提高，主軸的轉速范圍也不斷的擴大，主軸的恒功率調速范圍更大，并有自動換刀的主軸準停功能等。
為了實現上述要求，主軸驅動要采用無級調速系統驅動。一般情況下主軸驅動只有速度控制要求，少量有位置控制要求，所以主軸控制系統只有速度控制環。
由于主軸需要恒功率調速范圍大，采用永磁式電動機就不合理，往往采用他勵式直流伺服電動機和籠型感應交流伺服電動機。
數控機床主旋轉運動無需絲杠或其他直線運動的機構，機床的主軸驅動與進給驅動有很大的差別。
早年的數控機床多采用直流主軸驅動系統，但由于直流電動機的換向限制，大多數系統恒功率調速范圍都非常小。隨著微處理器技術和大功率晶體管技術的發展，20世紀80年代初期開始，數控機床的主軸驅動應用了交流主軸驅動系統。目前，國內外新生產的數控機床基本都采用交流主軸驅動系統，交流主軸驅動系統將完全取代直流主軸驅動系統。這是因為交流電動機不像直流電動機那樣在高轉速和大容量方面受到限制，而且交流主軸驅動系統的性能已達到直流驅動系統的水平，甚至在噪聲方面還有所降低，價格也比直流主軸驅動系統低。