Ein Maschinenschraubstock besteht aus einem aus Gusseisen oder Stahl gefertigten Grundkörper. Ein wichtiges Kriterium eines jeden Schraubstocks sind die Spannbacken, von denen eine fest und eine mittels einer Kurbel oder eines Stabes über eine Gewindespindel beweglich ist. Die Spannbacken werden auswechselbar angebracht. Ein stabiler Grundkörper nimmt die feste Spannbacke auf. Die bewegliche Spannbacke bewegt sich auf einem Schlitten, welcher mit einer Gewindespindel angetrieben wird. Beim Maschinenschraubstock ist das eine Trapezgewindespindel.
Beim Maschinenschraubstock wird zwischen einem Flaschen- und einem Parallelschraubstock unterschieden. Der auch Schmiedeschraubstock genannte Flaschenschraubstock zeichnet sich dadurch aus, dass die beweglichen Backen um einen Bolzen drehbar angeordnet sind, der sich unterhalb der Backen befindet. Bei Öffnung des Schraubstocks entfernt sich die bewegliche von der festen Backe und bildet gemeinsam mit dieser und der Unterkonstruktion optisch ein V. Beim Parallelschraubstock existiert zwischen beiden Backen über die Spindel und die Führ- und Gleitschiene eine feste Verbindung, sodass der Winkel zwischen den Backen gleich bleibt. Austauschbare Spannbacken bewirken, dass bei Beschädigungen durch das Werkstück nur die Backen ersetzt werden müssen. Derartige Schutzbacken können aus Aluminium oder Kunststoffen bestehen. Die Auswahl des Materials bestimmt sich nach Größe und Material des zu bearbeitenden Werkstücks. Leichtere Parallelschraubstöcke sind oft transportabel und können mit einer Klemmschraube an Werkbänken befestigt werden. Die Besonderheit beim Maschinenschraubstock liegt darin, dass er das Festspannen von Werkzeugen in Werkzeugmaschinen, beispielsweise in Bohr- oder Fräsmaschinen, erlaubt. Je nach Funktion wird ein solches Gerät als Fräs- oder Bohrmaschinenschraubstock bezeichnet. Maschinenschraubstöcke zeichnen sich dadurch aus, dass sie präziser funktionieren als Schraubstöcke für die manuelle Bedienung. Außerdem können sie höhere Kräfte aufnehmen. Ein pneumatischer oder hydraulischer Maschinenschraubstock lässt sich oft für bestimmte automatische Bearbeitungsvorgänge programmieren. Ein CNC-Schraubstock wird häufig im Rahmen komplexer Fabrikationssequenzen eingesetzt.