数控机床一般由数控装置(CNC)、输入输出设备、伺服电机单元、驱动装置(或执行器)、可编程控制器(PLC)、电气控制装置、辅助装置、机床本体和测量装置组成。
(1)数控装置(CNC device)是计算机数控系统的核心，由硬件和软件组成。它从输入设备接收脉冲信号。信号经数控装置的系统软件或逻辑电路编译、计算、处理后，输出各种信号和指令，控制机床各部分，使其执行规定的、有序的动作。在这些控制信号中，基本信号是各坐标轴(即作进给运动的执行部件)的进给速度、进给方向和位移(送到伺服驱动系统驱动执行部件作进给运动)，以及主轴的变速、换向和启停信号，选择和交换刀具的刀具指令信号，控制冷却液和润滑油启停的辅助指令信号， 工件和机床部件的松开和夹紧，以及分度台。数控装置主要包括微处理器(CPU)、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与数控系统其他部件的接口。
(2)数控机床厂的输入输出设备。它是机床数控系统与操作人员交换信息，实现人机对话的交互设备。输入装置的作用是将程序载体上的数控代码转换成相应的电脉冲信号，传输到存储的数控装置中。目前数控机床的输入设备有键盘、磁盘驱动器和光电阅读器，它们对应的程序载体是磁盘和穿孔纸带。输出设备是显示器，包括CRT显示器或彩色液晶显示器。输出装置的作用是:数控系统通过显示器为操作者提供必要的信息。显示的信息可以是正在编辑的程序、坐标值和报警信号。
(3)机床本体。即数控机床的机械部分包括主运动部件、进给运动执行部件(工作台、拖板及其传动部件)和支撑部件(床身、立柱等。)，以及具有冷却、润滑、分度和夹紧功能的辅助装置。加工中心类的数控机床还包括存放刀具的刀库、交换刀具的机械手等。数控机床的机械部件与普通机床相似。由于数控机床的高速、高精度、大切削量和连续加工的要求，其机械部分要求更高的精度、刚度和抗振性。