加工中心自动换刀系统是CNC工具机的重要组成部分，主要是将加工所需刀具从刀库中传送到主轴夹持机构上。刀具夹持元件的结构特性及其与工具机主轴的联结方式，将直接影响工具机的加工性能。刀库结构形式及刀具交换装置的工作方式，则会影响工具机的换刀效率。自动换刀系统本身及相关结构的复杂程度又会对整机的成本产生直接影响。

数控工具机的自动换刀系统大概分为：1、油压机构。2、气压机构。3、电气式凸轮结构。

在不断追求速度及可靠性提升的数控工具机市场，凸轮式换刀机构就广泛的被采用。此设计只用一个驱动马达就可以完成复杂的换刀动作，快速高效，除了换油外没有其他消耗零件及保养需求，故障率少，寿命超过百万次以上。一般具有ATC装置者都有ATC臂。换刀时若是需要在刀具库与主轴两处更换，则需要ATC臂来补助。但是有些工具机并不需要ATC臂即可完成换刀动作。