数控机床通常由控制系统、伺服系统、检测系统、机械传动系统及其他辅助系统组成。控制系统用于数控机床的运算、管理和控制，通过输入介质得到数据，对这些数据进行解释和运算并对机床产生作用；伺服系统根据控制 系统的指令驱动机床，使刀具和零件执行数控代码规定的运动；检测系统则是用来检测机床执行件（工作台、转台、滑板等）的位移和速度变化量，并将检测结果反馈到输入端，与输入指令进行比较，根据其差别调整机床运动；机床传动系统是由进给伺服驱动元件至机床执行件之间的机械进给传动装置；辅助系统种类繁多，如：固定循环（能进行各种多次重复加工）、自动换刀（可交换指定刀具、传动间隙补偿偿机械传动系统产生的间隙误差）等等。
数控机床的控制单元，数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1、加工精度高，具有稳定的加工质量；
2、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；
4、机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3—5倍）；
5、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；
6、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
