五軸加工中心適合加工復雜、工序多、要求高、需要多種類型的普通機床和眾多刀具夾具，且經多次裝夾和調整才能完成加工的零件。其加工對象主要有箱體類零件、復雜曲面、異形件、盤套板類零件和特殊加工。
1、箱體類零件
箱體類零件一般都需要進行多工位孔隙及平面加工，公差要求較高，特別是行位公差要求較為嚴格，通常需要經過銑、鉆、擴、鏜、鉸、攻絲等工序，需要刀具較多，在普通機床上加工難度大，需多次裝夾，找正，加工精度難以保證。加工箱體類零件時需要工作臺多次旋轉加工水平方向四個面，用五軸臥式加工中心合適。
2、復雜曲面
復雜曲面在機械制造業，特別是航空航天工業中占有重要的地位。復雜曲面采用普通加工方法是難以甚至無法完成。復雜曲面零件如：各種葉輪，球面、各種曲面成形模具，螺旋槳以及水下航行器的推進器，以及一些其它形狀的自由曲面。這類零件用五軸加工中心最為合適。
3、異形件
異形件是外形不規則的零件，大都需要點、線、面多工位混合加工。異形件的剛性一般較差，夾壓變形難以控制，加工精度也難以保證，甚至有些零件的加工部位用普通機床難以完成。用五軸加工中心加工時應采用合理的工藝措施，一次或二次裝夾，利用加工中心多工位點、線、面混合加工的特點，完成多道工序或全部的工序內容。
4、盤套板類零件
帶有鍵槽，或徑向孔，或端面有分布的孔系，曲面的盤套或軸類零件，如法蘭的軸套，帶鍵槽或方頭的軸類零件等，還有具有較多孔加工的版類零件，如各種電機蓋等。端面有分布孔系，曲面的盤類零件宜選擇五軸立式加工中心，有徑向孔的可選五軸臥式加工中心。
5、特殊加工
在熟練掌握了加工中心的功能之后，配合一定的工裝和專用工具，利用加工中心可完成一些特殊的工藝工作，如在金屬表面上刻字、刻線、刻圖案;在加工中心的主軸上裝上高頻電火花電源，可對金屬表面進行線掃描表面淬火;用加工中心裝上高速磨頭，可實現小模數漸開線圓錐齒輪磨削及各種曲線、曲面的磨削等。
