加工中心机适用于复杂、工序多、精度要求高.需要多种类型普通机床和繁多刀具、工装，经过多次装夹和调整才能完成加工的零件。
其主要加工对象有以下四类。

(1)箱体类零件
箱体类零件一般是指具有多个孔系，内部有型腔，在长、宽、高方向有一定比例的零件。这类零件在机床、汽车、飞机等行业较多，例如，汽车的发动机缸体，变速箱体，机床的床头箱、轴箱.柴油机缸体，齿轮泵壳体等。
箱体类零件一般都需要进行孔系、轮廓、平面的多工位加工，公差要求特别是形位公差要求较为严格.通常经过铣、锤、钻、扩、铰、饱、攻螺纹等工序.使用的刀具、工装较多，在普通机床上需多次装夹、找正，测量次数多，导致工艺复杂，加工周期长，成本高，更重要的是精度难以保证.这类零件在加工中心上加工，一次装夹可以完成普通机床60~95%的工序内容，零件各项精度一致性好，质夏稳定，同时可缩短生产周期，降低生产成本。
当加工工位较多，工作台需多次旋转角度才能完成的零件，一般选用卧式加工中心.当加工的工位较少，且跨距不大时，可选立式加工中心，从一端进行加工。
(2)复杂曲面
同数控铣床一样，加工中心也适合加工复杂曲面，如飞机、汽车零件型面、叶轮、螺旋桨、各种曲面成型模具等。
就加工的可能性而言，在不出现加工过切或加工盲区时，复杂内曲面一般可以采用球头铣刀进行三坐标联动加工，加工精度高，但效率较低.如果工件存在加工过切或加工盲区，如整体叶轮等，就必须考虑采用四坐标或五坐标联动的机床。
仅仅加工复杂曲面时并不能发挥加工中心自动换刀的优势，因为复杂曲面的加工一般经过粗铣、(半)精铣、清根等步骤.所用的刀具较少，特别是像模具一类的单件加工。
(3)异形件
异形件是外形不规则的零件，大多数需要进行点、线、面多工位混合加工，如支架、基座、样板、靠模、支架等。异形件的刚性差，夹压及切削变形难以控制，加工精度也难以保证。这时可充分发挥加工中心工序集中的特点，采用合理的工艺措施，一次或两次装夹，完成多道工序或全部的加工内容，经验表明，加工异形件时，形状越复杂，精度要求越高，使用加工中心就越能显示其优势。
(4)盘、套、板类零件
带有键槽或径向孔，或端面有分布孔系以及有曲面的盘套或轴类零件，例如，带有法兰轴套、带有键槽或方头的轴类零件等:具有较多孔加工的板类零件，如各种电动机盖等。