卧式五轴加工中心可提高加工零件质量，缩短制造周期，尤其在航空航天领域一些形状复杂的异形零件的加工中更具优势。航空航天类零件多为高温合金、钛合金、不锈钢、铝镁合金等，零件外形结构复杂，具有加工难度大、加工周期长等特点。钛金属在加工过程中会产生较高和较集中的切削力，容易产生振动而导致切削时出现震颤，并且在切削时还容易与切削刀具材料发生反应，此外它的导热性差，切削过程会产生大量的热，而在制造这类零件时，恰恰需要通过铣削来去除大量材料，因此机床的热稳定性及精度是此类零件成功的关键所在。
卧式五轴加工中心的结构有两种方式：
一种是通过工作台回转实现五轴联动。机床床身上的工作台可以环绕X轴回转（A轴），A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，可以环绕Z轴回转（C轴），C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面。这种结构的加工中心主轴的结构比较简单、主轴刚性非常好、制造成本比较低，但一般工作台不能太大、承重也较小。
另一种是通过主轴头的回转实现五轴联动。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，即C轴。回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，航空、船舶等领域的大型零部件都适合在这类加工中心上加工。
这种结构的加工中心在高精度模具曲面加工领域的应用非常多，这是其他加工中心难以做到的。
