Sự phát triển của máy công cụ siêu chính xác là tiền đề quan trọng cho sự phát triển của gia công siêu chính xác. Trong những năm gần đây, các nước phát triển đã phát triển thành công nhiều loại máy công cụ gia công siêu chính xác tiên tiến. Hướng phát triển của máy công cụ siêu chính xác là cải thiện hơn nữa độ chính xác của máy công cụ siêu chính xác, phát triển máy công cụ siêu chính xác quy mô lớn và phát triển máy công cụ siêu chính xác đa chức năng và hiệu quả cao.
Hoa Kỳ, Anh, Đức và các quốc gia khác bắt đầu sản xuất máy công cụ siêu chính xác vào những năm 1970 (Nhật Bản vào những năm 1980) và có thể cung cấp chúng theo lô. Về máy công cụ siêu chính xác quy mô lớn, Phòng thí nghiệm quốc gia LLL ở Hoa Kỳ đã phát triển thành công hai máy tiện kim cương siêu chính xác quy mô lớn vào năm 1986: một là máy tiện kim cương DTM-3 nằm ngang với đường kính gia công là 2,1m và cái còn lại là đường kính gia công là 1,65m. Máy tiện kim cương quang học lớn dọc LODTM. Trong số đó, máy tiện kim cương quang học lớn dọc LODTM được công nhận là máy công cụ siêu chính xác với độ chính xác cao nhất trên thế giới. Hoa Kỳ sau đó đã phát triển một máy mài trục chính xác CNC 6-quy mô lớn để mài chính xác các gương quang học lớn.
Trung tâm gia công chính xác Cranfield của Anh đã phát triển thành công máy mài CNC ba tọa độ đa chức năng OAGM-2500 vào năm 1991 (diện tích bàn 2500mm × 2500mm), có thể xử lý (mài, tiện) và đo các bề mặt dạng tự do chính xác. Máy công cụ áp dụng phương pháp ghép phôi và cũng có thể xử lý các gương lớn có đường kính 7,5m trong kính viễn vọng thiên văn.
Các máy công cụ siêu chính xác chuyên dụng đa chức năng và hiệu quả cao của Nhật Bản đã phát triển nhanh chóng, đóng vai trò tốt trong việc thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp vi điện tử và thiết bị gia dụng của Nhật Bản.