機(jī)床設(shè)備大修在十五世紀(jì)的機(jī)床雛形，由于制造鐘表和武器的需要，出現(xiàn)了鐘表匠用的螺紋車床和齒輪加工機(jī)床，以及水力驅(qū)動(dòng)的炮筒鏜床。1501年左右，意大利人列奧納多·達(dá)芬奇曾繪制過車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床和內(nèi)圓磨床的構(gòu)想草圖，其中已有曲柄、飛輪、軸承等新機(jī)構(gòu)。中國明朝出版的《天工開物》中也載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水來剖切玉石。
 
工業(yè)革命導(dǎo)致了各種機(jī)床的產(chǎn)生和改進(jìn)。十八世紀(jì)的工業(yè)革命推動(dòng)了機(jī)床的發(fā)展。1774年，英國人威爾金森(全名約翰·威爾金森)發(fā)明了較細(xì)致的炮筒鏜床。次年，他用這臺(tái)炮筒鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的要求。為了鏜制更大的汽缸，他又于1775年制造了一臺(tái)水輪驅(qū)動(dòng)的汽缸鏜床，促進(jìn)了蒸汽機(jī)的發(fā)展。從此，機(jī)床開始用蒸汽機(jī)通過曲軸驅(qū)動(dòng)。
 
1797年，英國人莫茲利創(chuàng)制成的車床由絲杠傳動(dòng)刀架，能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一次重大變革。莫茲利也因此被稱為"英國機(jī)床工業(yè)之父"。
 
19世紀(jì)，由于紡織、動(dòng)力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動(dòng)，各種類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。1817年，英國人羅伯茨創(chuàng)制龍門刨床;1818年美國人惠特尼(全名伊萊·惠特尼)制成臥式銑床;1876年，美國制成外圓磨床;1835和1897年又先后發(fā)明滾齒機(jī)和插齒機(jī)。
世界早條數(shù)控生產(chǎn)線誕生于1968年。英國的毛林斯機(jī)械公司研制成了早條數(shù)控機(jī)床組成的自動(dòng)線。不久，美國通用電氣公司提出了"工廠自動(dòng)化的先決條件是零件加工過程的數(shù)控和生產(chǎn)過程的程控"。于是，到1970年代中期，出現(xiàn)了自動(dòng)化車間，自動(dòng)化工廠也已開始建造。1970年至1974年，由于小型計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)床控制，出現(xiàn)了三次技術(shù)突破。一次是直接數(shù)字控制器，使一臺(tái)小型電子計(jì)算機(jī)同時(shí)控制多臺(tái)機(jī)床，出現(xiàn)了"群控";二次是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，用一支光筆進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改設(shè)計(jì)及計(jì)算程序;第三次是按加工的實(shí)際情況及意外變化反饋并自動(dòng)改變加工用量和切削速度，出現(xiàn)了自適控制系統(tǒng)的機(jī)床。