Viie{0}}teljelise töötluskeskuse tööpõhimõte tugineb peamiselt selle keerukale juhtimissüsteemile ja täiustatud liikumisjuhtimisalgoritmidele. Töötlemise ajal kasutab juhtimissüsteem arvutit, et juhtida samm- või servomootorite liikumist igal teljel vastavalt eelprogrammeeritud töötlusprogrammile-, saavutades seeläbi kontrolli tooriku töötlemise üle. Täpsemalt võib viie-teljelise töötluskeskuse tööpõhimõtte jagada järgmisteks sammudeks:
1. Töödeldava detaili kinnitamine ja positsioneerimine: Esiteks kinnitatakse töödeldav detail töölauale ja asetatakse kinnitusvahendi abil täpselt positsioneerimine. See samm on töötlemise täpsuse tagamiseks ülioluline.
2. Töötlemisprogrammi arendamine: CAD/CAM-tarkvara abil luuakse töötlemisprogramm, mis põhineb tooriku kujul, suurusel ja töötlusnõuetel. Töötlemisprogramm sisaldab sellist teavet nagu iga telje liikumistrajektoor ja tooriku töötlemiseks vajalikud lõikeparameetrid.
3. Juhtimissüsteemi analüüs ja teostamine: Juhtsüsteem loeb töötlusprogrammi ja juhib iga telje liikumist vastavalt programmi juhistele. X-, Y- ja Z-telgede liikumise juhtimine võimaldab töödeldava detaili liikumise tasapinnas ja vertikaalsuunas. A-, B- või C-telgede pöörlemise juhtimine võimaldab töödeldaval detailil või tööriistal pöörata eri suundades. Nende viie telje kombineeritud liikumine võimaldab viie-teljega töötlemiskeskusel paindlikult lõigata mis tahes kõverat tooriku pinda.
4. Tööriista valik ja muutmine: Töötlemisprotsessi käigus valitakse sobiv tööriist vastavalt töötlusnõuetele. Kui tööriista on vaja vahetada, teostab viie-teljega töötlemiskeskus muudatuse automaatselt, parandades töötlemise tõhusust.
5. Protsessi jälgimine ja reguleerimine: töötlemise ajal kasutab juhtimissüsteem andureid, et jälgida reaalajas selliseid parameetreid nagu tööriista asend ja lõikejõud, kohandades neid parameetreid tegelike tingimuste alusel, et tagada töötlemise täpsus ja kvaliteet.