Lo sviluppo di macchine utensili di ultraprecisione è un prerequisito importante per lo sviluppo di lavorazioni di ultraprecisione. Negli ultimi anni, i paesi sviluppati hanno sviluppato con successo una varietà di macchine utensili avanzate per la lavorazione ad altissima precisione. La direzione di sviluppo delle macchine utensili di ultraprecisione è quella di migliorare ulteriormente la precisione delle macchine utensili di ultraprecisione, sviluppare macchine utensili di ultraprecisione su larga scala e sviluppare macchine utensili di ultraprecisione speciali multifunzionali e ad alta efficienza.
Stati Uniti, Gran Bretagna, Germania e altri paesi hanno iniziato a produrre macchine utensili di altissima precisione negli anni '70 (il Giappone negli anni '80) e possono fornirle in lotti. In termini di macchine utensili di ultraprecisione su larga scala, il LLL National Laboratory negli Stati Uniti ha sviluppato con successo due torni diamantati di ultraprecisione su larga scala nel 1986: uno è un tornio diamantato orizzontale DTM-3 con un diametro di lavorazione di 2,1 me l'altro è un diametro di lavorazione di 1,65 m. Il tornio diamantato ottico verticale di grandi dimensioni LODTM. Tra questi, il tornio diamantato ottico verticale di grandi dimensioni LODTM è riconosciuto come la macchina utensile ad altissima precisione con la massima precisione al mondo. Successivamente gli Stati Uniti hanno sviluppato una rettificatrice di precisione CNC 6-asse su larga scala per la rettifica di precisione di grandi specchi ottici.
Il British Cranfield Precision Machining Centre ha sviluppato con successo la rettificatrice CNC a tre coordinate multifunzione OAGM-2500 nel 1991 (area tavola 2500 mm × 2500 mm), in grado di lavorare (rettificare, tornire) e misurare superfici di precisione a forma libera. La macchina utensile adotta il metodo di giunzione dei pezzi e può anche elaborare grandi specchi con un diametro di 7,5 m nei telescopi astronomici.
Le macchine utensili giapponesi multifunzionali e ad alta efficienza per scopi speciali ultra-precisi si sono sviluppate rapidamente, il che ha svolto un buon ruolo nel promuovere lo sviluppo delle industrie giapponesi di microelettronica e elettrodomestici.