纵观切削刀具材料的发展历史，可分为四类：高速钢、硬质合金（含硬质合金PVD涂层）、陶瓷以及超硬材料。

20世纪初，匹兹堡伯利恒钢铁公司展现了泰勒（机械工程师）和怀特（冶金工程师）经过反复切削测试的新型刀具，此刀具由制造时经过一种热处理的铬钨钢所制成，其车削速度比碳钢高出十几倍。尽管在加工过程中，刀具和工件相互摩擦时产生热量并且成暗红色，但却锋利不减，削铁如泥，令人惊叹不止。此后，这种钢就获得了“高速钢”的美名。之后人们不断的变换高速钢成分，先后出现了很多种类的高速钢刀具。

然而进入20世纪中叶以来，各种高强度钢、高锰钢、不锈钢、高硬耐磨铸铁、高温合金、钛合金，以及各种非金属材料、复合材料等难加工材料相继出现，高速钢刀具加工这些材料时效率太低，甚至根本切不动。于是人们又改进高速钢的化学成分和热处理方法，提高高速钢的切削性能，出现了很多新型高速钢，如含钴、高钒超硬高速钢等。另外又利用高硬度的碳化钨和金属粘结剂，经粉末冶金工艺制成硬质合金。本世纪20年代，先后制成钨钴类和钨钛钴类硬质合金，并逐步应用于生产。硬质合金刀具加工某些金属的效率，可比高速钢提高4-10倍，而且硬质合金的硬度很高，可以加工高速钢加工不了的材料，但对当时的生产水平而言，硬质合金韧性差，可加工性能差，只能在部分加工范围内替代高速钢使用。

1969年瑞典研制成功了碳化钛涂层（PVD涂层，即物理气相沉积涂层）刀具，刀具的基体是钨钛钴硬质合金或钨钴硬质合金，表面碳化钛涂层的厚度不过几微米，但是与同牌号的合金刀具相比，使用寿命延长了3倍，切削速度提高了25%～50%。20世纪70年代出现第四代涂层刀具，可用来切削很难加工的材料。随着技术水平的提高，硬质合金刀具的性能得到了全方位的提高，即使PVD涂层刀具的出现，也并没有动摇硬质合金刀具的地位。硬质合金刀具由于广泛应用于加工车刀、铣刀、刨刀、钻头和镗刀，以及能够加工的材料较多的突出综合性能，在2019年全球刀具市场中，硬质合金刀具仍占据着高达63%的市场份额。

陶瓷刀具早在1912-1913年在英国和德国出现，由于其强度、韧度低，只应用于连续切削的精加工中，且切削速度和进给量都较低，直到1950年左右才开始被应用于生产。直到后来出现了氧化铝陶瓷刀具和氮化硅陶瓷刀具，强度和韧性才得到有效地提高。但其抗冲击韧性和抗断裂性能还是较差，不能断续切削和性能较差的铸造件加工。并且随着后来的超硬刀具的出现，陶瓷刀具的市场一直没能扩展。

超硬刀具可分为金刚石类和立方氮化硼两大类。金刚石类（单晶金刚石、PCD复合片、CVD金刚石涂层）刀具凭借其超高的硬度和耐磨性，在高强石墨、高硅铝合金、钛合金、铝基复合材料、工程陶瓷、碳纤维复合材料（CFRP）、玻璃纤维增强复合材料（GFRP）等这些非铁系材料的加工中，在稳定性、加工寿命和效率方面具有无可比拟的优势，受到越来越多行业客户的青睐，市场需求亦逐年增加。立方氮化硼类超硬刀具主要应用于铁系金属的加工。