5-axis machining telah dipakai di banyak digunakan pada industri aerospace, tetapi baru akhir-akhir ini saja mulai digunakan pada industri pembuatan komponen dan toolmaking.

Keunggulan utama dari 5-axis machining adalah penghematan waktu, karena  benda kerja yang berbentuk kompleks dapat dikerjakan dengan hanya sekali set-up. Produktifitas pemesinan menjadi jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan pemesinan konvensional yang perlu melakukan set-up berulang-ulang.

Penghematan waktu dan biaya yang signifikan juga terjadi pada proses setting fixtures. Kelemahan multiple set-up adalah selalu ada resiko kemungkinan terjadi kesalahan alignment saat posisi benda kerja dipindah untuk set-up selanjutnya.

Keunggulan penting lain dari 5-axis machining adalah dapat menggunakan  cutting tools yang lebih pendek karena head dapat diturunkan sangat dekat dengan benda kerja dan cutter diarahkan menghadap ke permukaan. Hasilnya adalah cutting speed dapat ditingkatkan tanpa harus memberi beban berlebih pada cutter, sehingga memperpanjang umur dan mengurangi resiko putus.

Penggunaan cutter yang lebih pendek juga memperkecil getaran pada saat pemesinan deep core dan cavity. Dengan berkurangnya getaran maka diperoleh kualitas permukaan yang lebih baik, sehingga dapat mengurangi atau bahkan meniadakan keperluan pekerjaan hand-finishing. Keuntungan lainnya dengan digunakannya cutter yang lebih pendek adalah akurasi pemesinan yang lebih tinggi.

Keunggulan lain 5-axis machining adalah kemampuan untuk membentuk benda kerja berbentuk sangat kompleks langsung dari bahan solid tanpa harus membuat  bahan awal dari pengecoran (cast) terlebih dahulu. Membuat prototip atau mengerjakan produk yang jumlahnya sedikit menjadi lebih cepat dan murah, dalam waktu pengerjaan 1-2 minggu, dibandingkan jika harus membuat bahan  awal dari pengecoran yang memerlukan waktu 2 bulan atau lebih.

5-axis machining juga menghemat waktu yang sangat signifikan dalam pelubangan benda (holes drilling). Meskipun sepertinya terlihat sangat mudah jika dibandingkan dengan tingkat kesulitan pengerjaan deep core atau cavity, membuat serangkaian lubang pada posisi berbagai sudut (compound angle) membutuhkan waktu yang panjang. Dengan 3-axis machining diperlukan setting yang berbeda untuk setiap lubang. Sedangkan dengan 5-axis machining, head dapat diarahkan ke sumbu yang tepat untuk setiap lubang sehingga proses pengeboran dapat dilakukan dengan cepat tanpa perlu setting berulang.