Когда древние люди научились обрабатывать камни, делать из них топоры, копья и стрелы, они брали один камень (инструмент) в одну руку, а другой камень (заготовку) в другую. 

Ударяя одним камнем по другому, они откалывали ненужные куски и получали желаемое орудие. Одни, более твердые камни использовались в качестве инструмента, а из более мягких, хотя и достаточно прочных камней делали различные предметы

Этот принцип обработки был заложен в станки,изобретенные значительно позже. Любой из них можно представить в виде двух механических рук: одна держит заготовку, другая инструмент. Они движутся относительно друг друга так, что на заготовке срезается ненужный слой материала, и получается деталь заданной формы.

Первым таким станком, изобретенным еще во времена Древней Греции, был токарный станок, который позволяет изготавливать тела вращения. В первую очередь цилиндры. Вначале он применялся для изготовления бревен. История относит изобретение токарного станка к 650 гг. до н. э. Раб или подмастерье вращал заготовку. Мастер держал резец в руках и, прижимая его в нужном месте к заготовке, снимал стружку.

Позднее для приведения заготовки в движение применяли лук со слабо натянутой (провисающей) тетивой. Тетиву оборачивали вокруг цилиндрической части заготовки так, чтобы она образовала петлю вокруг заготовки. При движении лука то в одну, то в другую сторону (аналогично движению пилы при распиливании бревна) заготовка делала несколько оборотов вокруг своей оси сначала в одну, а затем в другую сторону.

В XIV – XV веках были распространены токарные станки с ножным приводом.

Ножной привод состоял из очепа – упругой жерди, консольно закрепленной над станком. К концу жерди крепилась бечевка, которая была обернута на один оборот вокруг заготовки и нижним концом крепилась к педали. При нажатии на педаль бечевка натягивалась, заставляя заготовку сделать один – два оборота, а жердь – согнуться. При отпускании педали жердь выпрямлялась, тянула вверх бечевку, и заготовка делала те же обороты в другую сторону.

Со временем люди придумали, как приводить в движение деталь или резец с помощью воды. Вода падала на колесо, заставляя его вращаться, и это вращение передавалось на деталь или резец. Крупные детали было удобнее обрабатывать, вращая не деталь, а резец. Такие станки впоследствии получили название фрезерных.

Важным изобретением человечества было винтовое соединение. Широкое применение болты и гайки нашли уже в пятнадцатом столетии. Они соединяли подвижные сегменты брони доспехов и части часовых механизмов. Их изготовление требовало значительно большей точности, чем обеспечивали до этого токарные станки. Проблема нарезки резьбы была решена при помощи токарно-винторезного станка.

Первый токарно-винторезный станок был разработан русским умельцем Нартовым, механиком Петра I, в первой половине XVIII века, а уже практически современный вид ему придал английский инженер Генри Модель в XIX веке. 

Когда в XVIII веке была изобретена паровая машина, ее тоже стали использовать для вращения деталей или резцов. Поскольку паровая машина была очень большого размера, и приладить ее к каждому станку было невозможно, от нее тянули привода ко многим станкам.

Революционные изменения в устройстве токарных станков произошли в начале ХХ века после создания электростанций и изобретения электродвигателей, устройств которые были компактными. Электродвигатели устанавливались на каждом станке, подключались к электросети и использовались для вращения детали. Токарные станки приобрели свой окончательный вид. 

Революционные изменения в устройстве токарных станков произошли в начале ХХ века после создания электростанций и изобретения электродвигателей, устройств которые были компактными. Электродвигатели устанавливались на каждом станке, подключались к электросети и использовались для вращения детали. Токарные станки приобрели свой окончательный вид.

В конце ХХ века произошла еще одна революция в станкостроении. Появление компьютеров позволило передать управление станками компьютерам и построить автоматизированные цепочки: цифровое проектирование детали — программа для ее изготовления на станках — программа для управления заводом. В этой цепочке человек участвует только на стадии проектирования изделия и отладки работы цеха. 

Изменились и сами станки. Широкое распространение получает концентрация все большего числа разнородных технологических операций на одном станке, что позволяет в автоматическом режиме производить на нем точение, фрезерование, сверление, зубообработку — причем в разных плоскостях и с автоматической сменой инструмента. То есть получить готовую деталь можно, не снимая заготовку со станка, что существенно повышает точность изготовления и производительность. Такие станки называются обрабатывающими центрами, что подчеркивает их универсальный характер. Это стало возможным также благодаря применению для управления станком компьютеров, программа которых определяют в какой последовательности надо проводить обработку детали. Самыми совершенными считаются пятикоординатные станки, позволяющие перемещать рабочие инструменты в трех линейных направлениях и в двух угловых, — на них можно изготавливать детали самых сложных форм с точностью до единиц и даже долей микрона.