一、機械手換刀方式
一般配置機械手換刀機構的刀庫常使用圓盤式刀庫。所謂機械手換刀方式，就是指在換刀時，由機械手進行抓刀、選刀及換刀。負責在刀庫和數控加工中心的主軸之間傳遞刀具，將替換下來的刀具送回到刀庫內，再將需要使用的刀具推送到主軸上。這種換刀方式的特點是待使用的新刀和已使用的舊刀同時抓取。也就是說抓刀和換刀同時進行，因此相對其它換刀方式來說，具有換刀速度更快、各機械元件的運動幅度更小等特點。是現在比較主流的換刀方式。
二、直接換刀方式
所謂直接換刀方式是指換刀過程由刀庫和主軸箱配合完成，這是一種最直接的換刀方式。一般配置的刀庫是斗笠式的。按照換刀過程中，刀庫有沒有發生位移來區分，直接換刀方式又可以分為刀庫移位方式和刀庫固定方式兩種。刀庫移位方式中，刀庫是可以移動的，在換刀前，刀庫進入換刀工作區，換刀后在退出該區域。這種換刀方式由于刀庫發生的運動較多，布局比較講究，靈活性和適應性較差。刀庫固定方式中，主要通過主軸箱的移動進行選刀。刀庫可以是保持靜止的，也可以只進行位置旋轉。前者只能進行順序選刀，適用于刀具數量較少的數控加工中心，而后者可以實現轉位選刀。這種選刀方式減少了刀庫的移動，可以大大簡化刀庫的設計結構，對換刀過程的控制也簡單可靠。直接換刀方式的特點是換刀速度慢、故障率高，只在早期的機型上使用。
三、轉塔頭換刀方式
轉塔頭方式是通過磚塔的旋轉，使需要的刀具移動到相應位置的換刀方式。它一般為順序換刀，優點是結構緊湊，換刀時間極短，一般較多應用于加工曲軸類等細長類工件且需要完成多道工序的復雜工序加工場合。
轉塔頭方式的自動換刀裝置和直接換刀方式類似，又分為轉塔刀架換刀和磚塔主軸頭換刀兩種方式。轉塔刀架換刀方式是通過轉塔頭的旋轉，實現自動換刀動作；轉塔主軸頭換刀方式也需要配備轉塔，但轉塔主軸上連接的不是刀架，而是多個不同方位，成章魚觸手狀分布的分主軸頭，每個主軸頭上事先安裝有各個工序需要使用的刀具。
在數控加工中心加工中，通過旋轉轉塔，各主軸頭按照程序指令，依次轉動到加工位置，從而實現自動換刀動作。這種換刀方式，由于各分主軸都集中在一個轉塔上，對轉塔主軸的剛度有較高的要求，對刀具主軸的數量也有一定的限制。這種換刀方式主要應用在較小型的數控加工中心上。
