לכלי עיבוד מורכבים יש בדרך כלל מאפיינים אלה: פחות הגדרות, לפעמים אפילו חד פעמי; חלקי עבודה מורכבים אינם צריכים להיות מעובדים על מספר כלי מכונות; פחות זמני הידוק של חלקי עבודה; פחות מכונות באתר, אין צורך להשקיע הרבה באתר.
בוני כלי מכונות מסתגלים לשוק המתרחב בשתי דרכים. האחת היא שהם מתכננים כלי מכונות שיכולים לבצע יותר מפעולת עיבוד אחת. כיום, מכונות מסוימות יכולות לספק פונקציות של כרסום, קידוח, הקשה, חריטה, שחיקה, ריתוך ופילוס. דרך ברורה נוספת לריבוי פונקציות היא להגדיל את התפוקה של כלי המכונה על ידי האצת מהירות ההידוק של חלקי העבודה, אשר מושגת בעיקר על ידי הוספת רובוטים או מנגנוני הידוק של חלקי העבודה לכלי מכונה או תא בודד. גורם מעניין נוסף עבור מכונות רב תכליתיות הוא שרוב יצרני האוטומציה והתעופה והחלל נוטים כיום לצמצם את היקף פעולות העיבוד שלהם ודורשים מהספקים לספק מודולים ישירות להרכבה. אנליסטים רואים שחברות גדולות מתמודדות עם בעיות רבות כמו אחריות והזדקנות של ציוד שאינו יכול לעבד חלקי עבודה ברמת דיוק גבוהה באצוות גדולות, כך שחלק מחלקי העבודה בנפח גדול מחולקים כעת לאצוות קטנות ומועברים בקבלנות משנה לספקים מרובים. כל זה מספק מקום למכונות עיבוד מורכבות להפגין את כישרונותיהן.