臥式五軸加工中心可提高加工零件質量，縮短制造周期，尤其在航空航天領域一些形狀復雜的異形零件的加工中更具優勢。航空航天類零件多為高溫合金、鈦合金、不銹鋼、鋁鎂合金等，零件外形結構復雜，具有加工難度大、加工周期長等特點。鈦金屬在加工過程中會產生較高和較集中的切削力，容易產生振動而導致切削時出現震顫，并且在切削時還容易與切削刀具材料發生反應，此外它的導熱性差，切削過程會產生大量的熱，而在制造這類零件時，恰恰需要通過銑削來去除大量材料，因此機床的熱穩定性及精度是此類零件成功的關鍵所在。
臥式五軸加工中心的結構有兩種方式：
一種是通過工作臺回轉實現五軸聯動。機床床身上的工作臺可以環繞X軸回轉（A軸），A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺，可以環繞Z軸回轉（C軸），C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出復雜的空間曲面。這種結構的加工中心主軸的結構比較簡單、主軸剛性非常好、制造成本比較低，但一般工作臺不能太大、承重也較小。
另一種是通過主軸頭的回轉實現五軸聯動。主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360度，即C軸?；剞D頭上還帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，航空、船舶等領域的大型零部件都適合在這類加工中心上加工。
這種結構的加工中心在高精度模具曲面加工領域的應用非常多，這是其他加工中心難以做到的。
