En hovedspindel er spindelen i en maskin som brukes til hovedbearbeiding . Den overfører rotasjonsbevegelse og drivkraft til verktøyet eller, avhengig av maskinens utforming, til arbeidsstykket.
I frese-, bore- og bearbeidingssentre driver hovedspindelen som regel verktøyet. I dreiebenker tar den opp arbeidsstykket eller spenningsinnretningen og setter det i rotasjon. I slipemaskiner avhenger funksjonen av den aktuelle maskin- og bearbeidingskonstruksjonen.
Den konstruktive utformingen bestemmes av bearbeidingsmetoden, ytelseskravene, turtalls- og dreiemomentområdet, grensesnittet, prosesskreftene som oppstår og monteringsforholdene for verktøymaskinens.