近年来，超精密基础元部件及机床结构等方面应用了一些新理论、新原理、新观点、新方法和新技术。
1超精密气浮转台在机床结构方面
为了增加超精密机床的静刚度和动刚度，一些超精密机床采用很特殊的结构，例如三角棱形立式结构的超精密磨床是为了超大直径(φ400mm)硅片研磨加工设计的，改变了传统的龙门式结构在重的加工负载下容易产生俯仰和偏摆变形的缺点。近年来采用多自由度并联机床结构，进一步增大了机床的刚度。
2超精密主轴和导轨
在传统空气静压和液体静压轴承的基础上，通过控制节流量反馈方法来实现运动的主动控制从而提高轴承的刚度。磁悬浮主轴技术，永磁、电磁和气浮结合的控制方案也一直在研究中。多孔材料的气浮轴承可以提高气浮轴承的刚度。液体静压轴承具有刚度高、动态特性好等特点，但发热是其致命的弱点，水静压轴承的研制正是针对这一问题进行的。与油静压轴承相比，这种轴承的优点是轴承发热较小，适合于高速运转，而且没有污染，特别适合硅片加工等行业。
3超精密驱动技术
精密滚珠丝杠是超精密机床驱动采用的常规方式，但是这种方式存在许多缺点，限制了运动精度的进一步提高。为此，气浮丝杠和液体静压丝杠在一些日本研制的超精密机床上得到了应用，但是采用这种传动方式的零件加工工艺极其复杂，限制了其应用。摩擦驱动具有运动平稳、无反向间隙等特点，在一些轻载、低速的超精密加工设备及检测设备上得到了应用。近年来，直线电机在超精密加工设备的驱动上得到了广泛的应用，也成为一个趋势。直线电机采用无机械减速系统的无摩擦直接驱动方式，适合高精度、高分辨率、高速等场合。
超精密气浮转台机床不难实现高定位精度，即使在超精密概念下有一些非线性环节，采用适当的控制算法都可以得到很高的定位精度。但是当机床作非直线运动时(多轴联动)对指定轮廓曲线的控制精度（跟踪精度）还取决于机床各维运动的动态特性。因此，很难保证高的跟踪精度。一些适当的控制技术（如解耦控制技术）可以将多维运动参数加以解耦来提高跟踪精度。
