超精密外圆磨床所能达到的磨削精度在生产发展的不同时期有不同的精度范围。目前，根据磨削精度，磨削可分为普通磨削、精密磨削和超精密磨削。而超精密磨床的主要特点就是其磨削精度非常高。其选用细粒度砂轮，通过砂轮的精细修整，使磨粒具有微棱和等距性。磨削后，磨削面留下的磨痕极细，残留高度极小。
超精密磨床的主要工具也是它的一个特点，超硬磨削层非常薄，磨削深度极小，要求磨料具有高温强度和高温压力，因此选用金刚石和立方氮化硼超硬磨料；由于表面粗糙度要求不高，因此，超精密磨床磨削工具采用的是超硬磨料砂轮。
超精密磨削工艺是一种超精细切削加工工艺，超精密磨削是一种在晶体内部进行磨削，去除的加工余量很小，很可能与工件所需的精度程度相媲美的极薄切削。超精密磨削工艺的极限精度除了受超精密磨床主轴和床身刚性的影响外，还与砂轮的选择和平衡以及工件中心孔的加工精度有关。
超精密外圆磨床具有独立基础的抗震结构。这种抗震结构能够将磨削过程中由于振动引起的分散控制在水平。部分超精密磨床设有恒温室，为磨削和测量保持必要的温度环境，从而在无金属膨胀的情况下进行加工。主要用于生产通常由坚硬且难以加工的材料制成的高质量和功能性零件。超精密磨削工艺的目标是为电子和光学行业以及天文应用生成具有高表面光洁度、高形状精度和表面完整性的零件。