無傳統機床所必須的床身、立柱等結構，不存在（或不完全存在）對刀具進行導向的物理導軌，加工時以數學模型、資訊手段和控制方法確定刀具相對於工件的運動坐標軸的機床。
虛擬軸機床是現代機器人技術、現代伺服驅動技術、數控技術與機床結構技術相結合的產物。它主要有六腿並聯結構、三腿並聯結構、六滑臺並聯結構和串並聯複合結構。圖示是虛擬軸機床的一種典型結構，由動、靜平臺和6個可伸縮運動桿件組成，各運動桿件以球鉸與動平臺聯接，並由伺服電動機機和滾珠絲桿副或直線電動機實現桿件的伸縮運動，動平臺能同時實現6個自由度的空間運動。
虛擬軸機床結構示意圖
虛擬軸機床的特點：①機械結構簡單，零部件通用化、標準化程度高。②工件固定而主軸相對於工件作多自由度運動，有利於獲得高的加速度，且機床整體重量輕。③機床的進給機構為空間並聯機構，可以滿足高速高效加工對進給速度的要求。④傳動與支撐功能集成一體，可以減少連接和傳動間隙，提高接觸剛度和機床的綜合精度。⑤機床主軸可作6自由度高速運動，可使刀庫配置位置靈活，顯著簡化刀庫和換刀裝置的結構，從而提高加工系統的自動化程度。
推薦書目
趙汝嘉. 先進制造系統導論. 北京: 機械工業出版社, 2003.