Alatne mašine se uglavnom klasifikuju prema metodama obrade i korištenim alatima. Prema načinu izrade modela alatnih mašina koje je formulisala država, alatne mašine se dele u 11 kategorija: strugovi, bušilice, bušilice, brusilice, mašine za obradu zupčanika, mašine za obradu navoja, glodalice, mašine za rendisanje i prorezivanje, provlačenje mašine, mašine za testere i druge alatne mašine. U svakoj vrsti alatne mašine podeljena je u nekoliko grupa prema obimu procesa, vrsti rasporeda i strukturnim performansama, a svaka grupa je podeljena na nekoliko sistema (serija).

Pored navedenih osnovnih metoda klasifikacije, postoje i druge metode klasifikacije:
1. Alatne mašine se mogu podeliti na:
(1) Univerzalni alatni strojevi imaju širok raspon procesa i mogu završiti obradu različitih vrsta dijelova u različitim procesima, kao što su horizontalni strugovi, univerzalne cilindrične brusilice i mašine za radijalno bušenje.
(2) Procesni opseg specijalnih alatnih mašina je najuži. Uglavnom je dizajniran i proizveden za specifičan proces određenog dijela, kao što su razne kombinirane alatne mašine za bušenje i bušenje koje se koriste za masovnu proizvodnju automobilskih dijelova.
(3) Specijalizovane alatne mašine imaju uzak opseg procesa. Posebno su dizajnirani i proizvedeni za obradu određenih dijelova ili procesa, kao što su strugovi za rasterećenje zuba, glodalice s olovnim vijkom itd.

2. Prema broju glavnih organa alatne mašine, može se podijeliti na jednoosnu, višeosnu, jednostruku alatnu alatku, alatnu mašinu sa više alata itd.
3. Prema stepenu automatizacije, može se podijeliti na obične, poluautomatske i automatske alatne mašine.
4. Prema radnoj tačnosti alatnih mašina, može se podijeliti na obične precizne alatne strojeve, precizne alatne strojeve i visoko precizne alatne strojeve.

5. Prema težini i veličini, može se podijeliti na alatne alatne strojeve, srednje alatne strojeve (generalne alatne mašine), velike alatne strojeve (sa masom većom od 10t), teške alatne strojeve (sa masom većom od 30t ) i super teški alatni strojevi (sa masom većom od 100t).
Automatski alatni stroj ima potpuni automatski radni ciklus, uključujući automatsko utovar i istovar radnih komada, i može automatski kontinuirano obraditi radne komade. Poluautomatski alatni stroj također ima potpuni automatski radni ciklus, ali utovar i istovar radnog komada još uvijek treba završiti ručno, tako da se ne može kontinuirano obraditi.
Proces rezanja alatne mašine se ostvaruje relativnim kretanjem između alata i radnog komada. Njegovo kretanje se može podijeliti na kretanje formiranja površine i pomoćno kretanje.
1. Pomoćni pokreti uglavnom uključuju brzo približavanje i izlazak alata ili obradaka, podešavanje položaja komponenti alatnih mašina, indeksiranje radnog komada, indeksiranje oslonca alata, uvlačenje i stezanje, pokretanje, promjenu brzine, okretanje unazad, zaustavljanje i automatsku promjenu alata.
2. Pokret oblikovanja površine je pokret koji omogućava radnom komadu da dobije traženi oblik i veličinu površine. Uključuje glavni pokret, kretanje uvlačenja i kretanje rezanja. Glavni pokret je pokret koji igra glavnu ulogu pri uklanjanju viška materijala sa obradaka. To može biti rotacijsko kretanje obratka (kao što je okretanje), linearno kretanje (kao što je blanjanje na portalnoj blanjalici) ili rotacijsko kretanje glodala (kao što je glodanje i bušenje) ili linearno kretanje (kao što je prorezivanje i provlačenje ); Rez u pokretu je pokret koji čini da alat zasiječe površinu radnog predmeta do određene dubine, a njegova uloga je da odreže određenu debljinu materijala s površine obratka u svakom potezu rezanja, kao što je poprečni rez u kretanju mali držač alata pri okretanju po kružnom toku; Kretanje pomaka odnosi se na pomicanje alata i dijela radnog komada koji se obrađuje kako bi se rezanje nastavilo, kao što je kretanje klizača alata duž vodilice alata prilikom okretanja kružnog toka.
