Prema metodi obrade ili objektu obrade, može se podijeliti na tokarski stroj, stroj za bušenje, stroj za bušenje, stroj za brušenje, stroj za obradu zupčanika, stroj za obradu navoja, stroj za obradu žljebova, glodalicu, blanjalicu, stroj za izradu utora, stroj za provlačenje, poseban alatni stroj za obradu, stroj za piljenje i stroj za graviranje itd. . Svaka kategorija je podijeljena u nekoliko skupina prema svojoj strukturi ili objektu obrade, a svaka je skupina podijeljena u nekoliko vrsta.
Prema veličini obratka i težini alatnog stroja, može se podijeliti na alatne strojeve za instrumente, male i srednje alatne strojeve, velike alatne strojeve, teške alatne strojeve i super-teške alatne strojeve; prema točnosti obrade, može se podijeliti na obične precizne alatne strojeve, precizne alatne strojeve i visoko precizne alatne strojeve; prema stupnju automatizacije može se podijeliti na ručne alatne strojeve Radne alatne strojeve, poluautomatske alatne strojeve i automatske alatne strojeve; prema načinu automatskog upravljanja alatnim strojevima, može se podijeliti na alatne strojeve za kopiranje, programski upravljane alatne strojeve, digitalne upravljačke alatne strojeve, adaptivne upravljačke alatne strojeve, obradne centre i fleksibilne proizvodne sustave; Dijele se na alatne strojeve opće namjene, specijalizirane i specijalne.
Postoji automatski ili poluautomatski alatni stroj sastavljen od manjeg broja posebnih komponenti dizajniranih prema specifičnom obliku ili tehnologiji obrade izratka, koji se temelji na standardnim komponentama opće namjene, koji se naziva kombinirani alatni stroj.
Za obradu jednog ili više dijelova, niz alatnih strojeva raspoređen je u slijedu prema procesu, a opremljeni su uređajima za automatsko učitavanje i pražnjenje i uređajima za automatski prijenos obratka između alatnih strojeva i alatnih strojeva. Fleksibilni proizvodni sustav sastoji se od grupe digitalno upravljanih alatnih strojeva i druge automatizirane procesne opreme. Njime upravljaju elektronička računala i može automatski obrađivati izratke različitim procesima, te se može prilagoditi proizvodnji više vrsta.