精密轴承的传统应用领域是机床主轴，根据工序的不同，机床主轴有不同的要求。一般而言，车床主轴用于在较低的速度和较大的切削负荷下切削金属。这种类型的主轴通常都通过皮带轮或齿轮传递驱动转矩。这意味著主轴驱动端的负荷也相当大。

此类应用对速度的要求不太高，更重要的参数是刚度和负荷承载能力。一种很常见的方法是在主轴的工作端安装一个列圆柱滚子轴承和一个双列角接触推力球轴承，而同时在主轴的驱动端使用一个双列圆柱滚子轴承。这种配置可以确保很长的工作寿命和的刚性，从而生产出优质工件。而且，从运动学的角度而言轴承可以稳定地工作，因为两种类型的轴承(径向和轴向)分别承载了施加到主轴上的负荷(事实上，为了防止角接触推力球承承载径向负荷，外国外径有特殊的公差可以确保其决不会接触轴承座)。

在设计这些类型的主轴时(这通常适用于负荷较重时)，一条有关轴承位于轴上何处的经验法则是前后支撑的中心之间的距离为轴承内径的3-3.5倍。

在需要较高速度时(即高速加工中心或内圆磨削)，需要找出不同的轴承解决方案。很明显，在这些情况下需要在刚度和承载能力方面作出一点牺牲。高速应用通常采用由直联电机和/或联轴器的直接驱动主轴(即所谓的机动主轴)