通常主軸只是進行速度控制，但在一些特殊的情況下也需要對主軸進行位置控制。例如：在加工中心上進行自動換刀時、鏜孔加工中因工藝要求而需要讓刀時，以及車床在裝卡工件等時都需要主軸準確的停在一個特定的位置上。這就是們通常所說的主軸定向功能。主軸定向功能就是NC發出定向命令，透過主軸上的位置感測器上的一轉訊號使主軸停止在一個確定的位置上，並向伺服電機位置環一樣提供一定的保持力矩。主軸定向是指實現主軸準確定位於周向特定位置的功能。NC機床在加工中，為了實現自動換刀，使機械手準確地將刀具裝入主軸孔中。刀具的鍵槽必須與主軸的鍵位在周向對準；在鏜削加工中，退刀時，要求刀具向刀尖反方向徑向移動一段距離後才能退出，以免劃傷工件，所有這些均需主軸具有周向準確定位功能。

主軸定位就是對刀具的位置和方向加以確定，包括：

1、刀具中心點在X、Y、Z三個方向上的座標；

2、主軸中心與X、Y、Z三個座標軸的夾角，或者說刀具切削刃所在的面與上述三個座標軸的夾角。根據這些正是有了這些位置引數的初始定位和重新定位，才能加工出所需要的另件位置引數，就完成了刀具的初始位置的確定，這是一般意義上的定位了。如果延伸開來講，上述這些位置引數在加工過程中是變動的，也可將這種變動理解為不斷的重新定位。