按主轴数目，自动车床分单轴和多轴两大类。前者主要有单轴纵切、单轴转塔和单轴横切3种型式;后者则主要有顺序作业的和平行作业的两种，并按主轴的配置又有立式和卧式之分。
机床一般采用凸轮和挡块自动控制刀架、主轴箱的运动和其他辅助运动。单轴纵切自动车床以冷拔棒料为坯料,工作除旋转外还随主轴箱作纵向进给，刀架作横向切入和进给，可获得较高的加工精度。
机床还配有钻孔、铰孔(见铰削) 和切螺纹的附件，是仪表工业的重要机械加工设备。单轴转塔自动车床具有转塔刀架和多个横向刀架，可用多种刀具顺序切削，适合于加工形状复杂的小工件。
单轴横切自动车床的主轴箱和刀架均不作纵向进给运动，而由成形刀具的横向进给运动完成切削加工。这种机床仅用于加工形状简单、 尺寸较小的销、 轴类工件。
顺序作业多轴自动车床的多根 （通常有4、6、8根）主轴装在可周期性转位的主轴鼓内，装夹在主轴中的坯料顺序经过各工位完成不同工序的加工，并在最后一个工位切断或卸下。
这种车床适合于加工形状较为复杂的工件。平行作业多轴自动车床有位置固定的几根（一般为2或4根）主轴，同时在几个工位上进行相同工序的加工，适合于加工形状简单的工件。
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