五轴加工中心适合加工复杂、工序多、要求高、需要多种类型的普通机床和众多刀具夹具，且经多次装夹和调整才能完成加工的零件。其加工对象主要有箱体类零件、复杂曲面、异形件、盘套板类零件和特殊加工。
1、箱体类零件
箱体类零件一般都需要进行多工位孔隙及平面加工，公差要求较高，特别是行位公差要求较为严格，通常需要经过铣、钻、扩、镗、铰、攻丝等工序，需要刀具较多，在普通机床上加工难度大，需多次装夹，找正，加工精度难以保证。加工箱体类零件时需要工作台多次旋转加工水平方向四个面，用五轴卧式加工中心合适。
2、复杂曲面
复杂曲面在机械制造业，特别是航空航天工业中占有重要的地位。复杂曲面采用普通加工方法是难以甚至无法完成。复杂曲面零件如：各种叶轮，球面、各种曲面成形模具，螺旋桨以及水下航行器的推进器，以及一些其它形状的自由曲面。这类零件用五轴加工中心最为合适。
3、异形件
异形件是外形不规则的零件，大都需要点、线、面多工位混合加工。异形件的刚性一般较差，夹压变形难以控制，加工精度也难以保证，甚至有些零件的加工部位用普通机床难以完成。用五轴加工中心加工时应采用合理的工艺措施，一次或二次装夹，利用加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，完成多道工序或全部的工序内容。
4、盘套板类零件
带有键槽，或径向孔，或端面有分布的孔系，曲面的盘套或轴类零件，如法兰的轴套，带键槽或方头的轴类零件等，还有具有较多孔加工的版类零件，如各种电机盖等。端面有分布孔系，曲面的盘类零件宜选择五轴立式加工中心，有径向孔的可选五轴卧式加工中心。
5、特殊加工
在熟练掌握了加工中心的功能之后，配合一定的工装和专用工具，利用加工中心可完成一些特殊的工艺工作，如在金属表面上刻字、刻线、刻图案;在加工中心的主轴上装上高频电火花电源，可对金属表面进行线扫描表面淬火;用加工中心装上高速磨头，可实现小模数渐开线圆锥齿轮磨削及各种曲线、曲面的磨削等。
