Een hoofdspil is de spil van een werktuigmachine die wordt gebruikt voor de hoofdbewerking . Deze brengt de draaiende beweging en het aandrijfvermogen over op het gereedschap of, afhankelijk van het machineontwerp, op het werkstuk.
Bij frees-, boor- en bewerkingscentra drijft de hoofdspil doorgaans het gereedschap aan. Bij draaibanken neemt deze het werkstuk of de opspanning op en brengt deze in rotatie. Bij slijpmachines hangt de functie af van het betreffende machine- en bewerkingsconcept.
Het ontwerp vloeit voort uit de bewerkingsprocedure, de prestatie-eisen, het toerental- en koppelbereik, de koppeling, de optredende proceskrachten en de inbouwvoorwaarden van de werktuigmachine.