為了保證主軸良好潤滑，減少摩擦發熱，同時又能把主軸組件的熱量帶走，通常采用循環式潤滑系統，用液壓泵供油強力潤滑，在油箱中使用油溫控制器控制油液溫度。現在許多數控機床的主軸采用高級鋰基潤滑脂封閉方潤滑，每加一次油脂可以使用7~10年，簡化了結構，降低了成本且維護保養簡單，但是需要防止潤滑油和油和油脂濁全，通常采用迷宮式密封方式。為了適應主軸轉速向調整化發展的需要，新的潤滑冷卻方式相繼開發出來。這些新的潤滑冷卻方式不單要減少軸承漫長，還要減少軸承內外圉的溫差，以保證主軸熱變形小，其方式如下：

油氣潤滑方式。這種潤滑方式于油二等獎潤滑方式，所不同的是，油氣潤滑是定時定量地把油霧送進軸承空隙中，這樣既實現了油霧潤滑，又不至于油霧太多而污染周圍空氣；后者則是連續供給油霉。

噴注潤滑方式。它用較大的流量恒溫油（每個軸承3L/min~4L/min）噴注到主軸軸承以達到潤滑冷卻的目的。需要特別指出的是，較大流量的油不是自然回流，而是用排油泵強制排油，同時，采用專用高精度大容量恒溫油箱，油溫變動的控制在+_0.5度。