机床的设计，虽然在细节上有所不同，但是大体上程序还是相似的。都是需要通过调查研究、经济技术论证、方案设计、技术设计、工作图设计、样机实验、最后投入生产。在试制和生产过程中，设计人员要进行生产服务，产品出售后设计人员还需要进行跟踪调查，收集反馈的信息，来指导新的设计程序。形成一个良性的闭环系统。
1.调查研究
调查研究是机床设计的基础，做好调查可以为之后的设计工作带来很大便利。一般依靠的手段是市场调查、技术调查、用户调查以及查阅国外有关文献资料等等。
2.技术经济论证
这个步骤的实现要在调查研究的基础之上，在做好调查之后，对机床的理论根据、价格目标、成本目标、销售渠道竞争能力进行全方位的论证和分析，之后拟定机床设计总方案，编制设计任务书和技术任务书，并送报相关部门进行审批。
对于在工艺方案、总体布局方案和主要结构中如需采用新材料、新技术、新工艺要出示报告书，对于特殊的配件要提出外协的相关渠道。
3.技术设计和工作图设计
技术设计的任务是根据总体方案落实布局形式、规格参数、精度性能、自动化程度、生产效率等等，并进行相应的计算。包括绘制机床总图，工作循环图，部件装配图，电气、液压、气动系统图等工作，同时还不能忽略进行必要的技术经济分析。
工作图分析就是绘制全部专用见得工作图和通用件的补充加工图，并进行相应的计算。各种图样都要进行校对、审核、批准，才能进行使用。图样完成后，还要编写技术文件。
4.样机实验
上述工作进行完之后，如果是通用机床必须先进性试用，进行试验和鉴定。如果是专用机床，由于它生产的数量少，因此无法有单独的样机试制阶段。
进行样机试验时，要做好方案，拟定试验项目以及要求，同时还要明确试验方法、试验仪器以及试验条件。经过试验后，要得出试验结构，同时写出试验报告。对机床的整机进行性能评价综合分析。这些步骤都是可以反复进行的，直到达到计划的设计效果。
5.生产服务以及用户服务
生产服务是指设计人员在场内试制、试生产和正式生产中的技术支持服务，主要解决生产过程中遇到的技术问题，修改和改进设计的不足，出来材料和配件的代理问题等等。
用户服务是指产品销售后，用户在使用、调试、修理、培训操作人员等。通过用户服务功能了解产品的潜在缺点，以及故障发生的位置、原因、次数等。同时听取用户对产品的评价以及建议，改进设计中的缺陷，使产品性能得到提高。
以上介绍的几个阶段，它们具有相对独立性又密切联系。每个阶段的具体内容可以根据机床的性质和设计工作具体情况的不同分为较少或者较多的阶段。这样才能保证设计工作的周密、全面、有序的进行，确保设计质量。