加工中心刀具种类繁多，主要分为按刀具结构、材料和切削工艺分类。按刀具结构分，可分为整体式、镶嵌式及特殊型式，镶嵌式又分为不转位和可转位两种。按材料分，常见的有高速钢刀具、硬质合金刀具、金刚石刀具和其他材料刀具如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。按切削工艺分，可分为车削刀具、钻削刀具、镗削刀具和铣削刀具等。常用的数控立铣刀、定点钻、中心钻、麻花钻、群钻、面铣刀、圆鼻刀、T形刀、键槽刀、球刀、内R刀、燕尾槽铣刀、精镗刀、铰刀、滚压刀、旋转锉等均属于加工中心刀具。

加工中心刀具要求刚性好、互换性好、寿命高、尺寸便于调整。刚性要求尤其在粗加工刀具中更为关键，精度高、抗振及热变形小也是重要考量。互换性要求便于快速换刀，刀具寿命高，切削性能稳定可靠。刀具尺寸便于调整，以减少换刀调整时间。刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除。系列化、标准化有利于编程和刀具管理。

选择合适的加工中心刀具至关重要。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量及其它相关因素正确选用刀具。总体原则包括：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。刀具尺寸应与被加工工件的表面尺寸相适应。例如：平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，宜选用硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，应选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对于立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。

在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此，合理安排刀具的排列顺序很重要。一般遵循的原则包括：尽量减少刀具数量；一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工部位；粗精加工的刀具应分开使用；先铣后钻；先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率。