Las principales cualidades necesarias en un portaherramientas son:

• Ser suficientemente rígido para soportar las fuerzas de corte sin sufrir vibraciones durante el mecanizado y ofrecer estabilidad y repetibilidad al proceso.
• Tener precisión en la ubicación de la punta de la herramienta, especialmente, en herramientas rotativas, donde deben evitarse desviaciones en la coaxialidad de la herramienta, así como un insuficiente equilibrado que daría lugar a fuerzas centrífugas excesivas, esta precisión de mide en micras y es conocida como runout o desviación concéntrica.
• Poder transmitir la potencia y velocidad de giro (RPM) entre el soporte o husillo y el portaherramienta, sin desplazamientos indeseados de la herramienta de corte.
• Tener buena accesibilidad, versatilidad operativa y mantenimiento sencillo, para reducir los tiempos de cambio de herramienta y mantenimiento, como paradas de medición.

Interfaz cónica (también llamado cono de sujeción): Este es el sistema que utiliza para sujetarse al husillo de la máquina, los 3 estándares más comunes son HSK, BT Y CAT. , aunque existen variaciones como el sistema patentado por Big Kaiser , el sistema Big Plus,^[1]​ que abarca muchos conos pero con tecnología de doble contacto a la máquina. Los conos que tiene una relación cónica de 7:24 (SK, CAT, BT) siguen el estándar de la norma ISO 7388-1.^[2]​ El cono HSK (Hohlschaftkegel, cono hueco) sigue el estándar ISO 12164-1 ^[3]​.

Cuerpo del portaherramientas: Este apartado incluye ranuras de sujeción, Index Notcch, Collar del portaherramientas (keyway), Coding hole (ranura para sistemas automáticos tipo ATC), connecting thread, orificios de refrigeración, etc, las geometrías se regulan por el ISO 7388-1,^[2]​ los pernos de retención (pull-studs) se regulan por el ISO 7388-3^[4]​ y las ranuras como la del agarre de cambio rápido ATC se miden por el ISO 9270-1^[5]​. Estas tecnologías dependen del fabricante y modelo, estos elementos son clave en la absorción de vibraciones y el equilibrio dinámico.

Mecanismo de sujeción de la herramienta: Este es el sistema que utilizan para sujetar la herramienta de corte, pueden utilizar boquillas ER que, suelen regirse por las normas DIN 6499 e ISO 15488^[6]​. También existen sistemas térmicos que calientan para contraer y enfrían para sujetar las brocas, fresas o machos, o sistemas hidráulicos controlados por un tornillo de sujeción.

Los tornos de gran productividad utilizan portaherramientas de plaquitas intercambiables de metal duro que se atornillan al portaherramientas. Los tornos más artesanales utilizan herramientas enterizas con plaquitas de metal duro soldadas.

El tipo de operación y, en cierto modo, el tamaño de la pieza de trabajo, determinan la selección del sistema de sujeción.

Los tipos de portaplaquitas están definidos por el ángulo de posición y la forma y el tamaño de la plaquita que se utiliza.

El fresado consiste principalmente en el corte de metal con una herramienta rotativa de varios filos que ejecuta movimientos de avance programados sobre una pieza en casi cualquier dirección.

Las fresadoras modernas de CNC, se utilizan cada vez más para realizar planeados, agujeros, cavidades, superficies que antes se torneaban, roscas, etc. De donde se deduce que la gama de portaherramientas que se utilizan en las fresadoras de CNC se ha ampliado enormemente.

El portaherramientas de fresadora más común es el de plaquitas de metal duro intercambiable que tienen las fresas de planear, y donde el número de plaquitas que incorporan es variable de acuerdo con en diámetro de la fresa. Estos portaherramientas tienen un acoplamiento cónico ISO.

Los portaherramientas más conocidos del taladrado son los portabrocas convencionales, válidos para la sujeción de brocas cilíndricas cuando no hay requerimientos muy estrictos en cuanto a la desviación de la herramienta. En las taladradoras modernas de CNC se utilizan, portabrocas de precisión y adaptadores portapinzas con pinzas que permiten transmitir un mayor par de torsión con menor desviación. También se utilizan portabrocas de cambio rápido.

Para las herramientas de mandrinar se utilizan barras con plaquitas de metal duro soldadas o de plaquitas cambiables.

En las operaciones de roscado con macho se utilizan portaherramientas con acoplamientos con rigidez diseñada para compensar las diferencias entre el paso de rosca diseñado y el avance del macho. Además pueden incorporar un orificio para hacer pasar el refrigerante por el centro del vástago.

• Millán Gómez, Simón (2006). Procedimientos de Mecanizado. Madrid: Editorial Paraninfo. ISBN 84-9732-428-5. 
• Guía técnica (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última).. Sandvik Coromant.
• Larburu Arrizabalaga, Nicolás (2004). Máquinas. Prontuario. Técnicas máquinas herramientas. Madrid: Thomson Editores. ISBN 84-283-1968-5.