數控機床一般由數控裝置(CNC)、輸入輸出設備、伺服電機單元、驅動裝置(或執行器)、可編程控制器(PLC)、電氣控制裝置、輔助裝置、機床本體和測量裝置組成。
(1)數控裝置(CNC device)是計算機數控系統的核心，由硬件和軟件組成。它從輸入設備接收脈沖信號。信號經數控裝置的系統軟件或邏輯電路編譯、計算、處理后，輸出各種信號和指令，控制機床各部分，使其執行規定的、有序的動作。在這些控制信號中，基本信號是各坐標軸(即作進給運動的執行部件)的進給速度、進給方向和位移(送到伺服驅動系統驅動執行部件作進給運動)，以及主軸的變速、換向和啟停信號，選擇和交換刀具的刀具指令信號，控制冷卻液和潤滑油啟停的輔助指令信號， 工件和機床部件的松開和夾緊，以及分度臺。數控裝置主要包括微處理器(CPU)、存儲器、局部總線、外圍邏輯電路以及與數控系統其他部件的接口。
(2)數控機床廠的輸入輸出設備。它是機床數控系統與操作人員交換信息，實現人機對話的交互設備。輸入裝置的作用是將程序載體上的數控代碼轉換成相應的電脈沖信號，傳輸到存儲的數控裝置中。目前數控機床的輸入設備有鍵盤、磁盤驅動器和光電閱讀器，它們對應的程序載體是磁盤和穿孔紙帶。輸出設備是顯示器，包括CRT顯示器或彩色液晶顯示器。輸出裝置的作用是:數控系統通過顯示器為操作者提供必要的信息。顯示的信息可以是正在編輯的程序、坐標值和報警信號。
(3)機床本體。即數控機床的機械部分包括主運動部件、進給運動執行部件(工作臺、拖板及其傳動部件)和支撐部件(床身、立柱等。)，以及具有冷卻、潤滑、分度和夾緊功能的輔助裝置。加工中心類的數控機床還包括存放刀具的刀庫、交換刀具的機械手等。數控機床的機械部件與普通機床相似。由于數控機床的高速、高精度、大切削量和連續加工的要求，其機械部分要求更高的精度、剛度和抗振性。