Колесотокарные станки предназначены для обточки колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта: вагонов, локомотивов, электровозов и тепловозов. На оборудовании этого типа производят обточку цельнокатаных и бандажированных колес по профилю катания, гребню и внутреннему торцу при изготовлении новых и восстановлении изношенных в процессе эксплуатации колесных пар. Колесотокарные станки первого поколения могут обрабатывать не только колеса, но и оси колесных пар, а также тормозные диски любого расположения. Для этого колесотокарный станок имеет две системы суппортов. Для тяжелых режимов обработки предусмотрено крепление инструмента непосредственно на верхних салазках суппорта. Обработка зон, расположенных ближе к центру колеса, выполнялась выдвижным резцедержателем. Оборудование новых модификаций позволяют вести обточку колес без снятия буксовых подшипников, а также обрабатывать шейки осей и посадочные места под опорно-осевые подшипники. Возможна также обработка осей колесных пар при ограниченных требованиях к чистоте обработки. Посадочную поверхность колесного центра под бандаж обрабатывают специальным инструментом из резиноподобного эластичного материала для обеспечения требуемой шероховатости.
Обточку изношенных колесных пар без выкатки из-под тележек локомотива, вагона, тепловоза или электровоза ведут на подрельсовых колесотокарных станках с приводом от тягового электродвигателя непосредственно через ведомое зубчатое колесо тягового редуктора, расположенное на оси колёсной пары. В этом случае колесная пара разгружается от веса подвижного состава и приподнимается над рельсами.