數控機床是一種利用數控技術，按照事先編制好的程序實現動作的機床。它由程序載體、輸入裝置、數控裝置、伺服系統、位置反饋系統和機床本體組成。


數控機床是按照程序載體上的零件加工程序運行的。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（走刀量、主軸轉速等）和輔助運動等。零件加工程序以一定的格式和代碼被存儲在一種載體上，如穿孔紙帶、錄音磁帶、軟磁盤或硬盤等，通過數控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到數控裝置內。


輸入裝置的作用是將程序載體內有關加工程序讀入數控裝置。根據程序載體的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、錄音機或軟盤驅動器等。


現代數控機床還可以不用任何程序載體，將零件加工程序通過數控裝置上的鍵盤，用手工方式（MDI方式）輸入，或者將存儲在編程計算機硬盤上的加工程序用RS232串行通信方式，或網絡通信方式傳送到數控裝置內。


數控裝置是數控機床的核心，它根據輸入的程序和數據，完成數值計算、邏輯判斷、輸入輸出控制等功能。數控裝置一般由專用（或通用）計算機、輸入輸出接口板及可編程機床控制器等部分組成。可編程序機床控制器主要用于對數控機床輔助功能、主軸轉速功能和刀具功能的控制。


伺服系統包括伺服控制線路、功率放大線路、伺服電動機等執行裝置。它接收數控裝置發來的各種動作命令，驅動數控機床進給傳動系統的運動。它的伺服精度和動態響應速度是影響數控機床加工精度、表面質量和生產效率的重要因素之一。


位置反饋系統的作用是通過傳感器將伺服電動機的角位移，或數控機床執行機構的直線位移轉換成電信號，輸送給數控裝置，與指令位置進行比較，并由數控裝置發現指令，糾正所產生的誤差。


數控切割機床的機械本體部分包括：主傳動系統、進給傳動系統以及輔助裝置（如液壓、氣動、冷卻、潤滑等）。對于加工中心，還有存放刀具的刀庫、自動換刀裝置（ATC）和自動托盤交換裝置等部件。與傳統的機床相比，數控機床的傳動系統更加簡單，但是對結構強度、剛度、抗震性以及刀具系統的部件結構要求更高，其目的是為了滿足數控技術的精度要求和充分發揮數控機床的效能。