לכלי מכונות חיתוך מתכת יש יישומים רחבים ביותר. בתעשיית ייצור המכונות, הם משמשים לעיבוד חלקים מכניים שונים, כגון צירים, גלגלי שיניים ומסבים; בתעשיית הרכב, כלי מכונות משמשים לייצור רכיבי מפתח כגון בלוקי מנוע, גלי ארכובה ומוטות חיבור; בתעשייה האווירית, שבה נדרשים דיוק ויציבות גבוהים במיוחד, משתמשים בכלי מכונות לעיבוד חלקים מורכבים כמו להבי מנועי מטוסים ודיסקיות טורבינות; בבניית ספינות, כלי מכונות משמשים לעיבוד רכיבי מבנה גוף ורכיבי מערכת חשמל; בתעשיית האלקטרוניקה משתמשים במכונות קטנות מדויקות לעיבוד מארזי המתכת או המחברים של רכיבים אלקטרוניים; ובתעשיית האנרגיה, כגון אנרגיית רוח ואנרגיה גרעינית, כלי חיתוך מתכת נמצאים בשימוש נרחב גם לייצור ציוד מפתח.
