精密軸承的傳統應用領域是機床主軸，根據工序的不同，機床主軸有不同的要求。一般而言，車床主軸用于在較低的速度和較大的切削負荷下切削金屬。這種類型的主軸通常都通過皮帶輪或齒輪傳遞驅動轉矩。這意味著主軸驅動端的負荷也相當大。

此類應用對速度的要求不太高，更重要的參數是剛度和負荷承載能力。一種很常見的方法是在主軸的工作端安裝一個列圓柱滾子軸承和一個雙列角接觸推力球軸承，而同時在主軸的驅動端使用一個雙列圓柱滾子軸承。這種配置可以確保很長的工作壽命和的剛性，從而生產出優質工件。而且，從運動學的角度而言軸承可以穩定地工作，因為兩種類型的軸承(徑向和軸向)分別承載了施加到主軸上的負荷(事實上，為了防止角接觸推力球承承載徑向負荷，外國外徑有特殊的公差可以確保其決不會接觸軸承座)。

在設計這些類型的主軸時(這通常適用于負荷較重時)，一條有關軸承位于軸上何處的經驗法則是前后支撐的中心之間的距離為軸承內徑的3-3.5倍。

在需要較高速度時(即高速加工中心或內圓磨削)，需要找出不同的軸承解決方案。很明顯，在這些情況下需要在剛度和承載能力方面作出一點犧牲。高速應用通常采用由直聯電機和/或聯軸器的直接驅動主軸(即所謂的機動主軸)