為了保證機床有很大的工藝適應性能和連續穩定的工作能力，數控機床結構設計特點是具有足夠的剛度、精度、抗震性、熱穩定性和精度保持性。進給系統的機械傳動鏈采用滾珠絲杠、靜壓絲杠和無間隙齒輪副等，以盡量減小反向間隙。機床采用塑料減摩導軌、靜壓導軌和滾動導軌，以提高運動的平穩性并使低速運動時不時出現爬行現象。由于采用了寬調速的進給伺服進給伺服電動機和寬調速的主軸電動機，可以不用或少用齒輪傳動和齒輪變速，這就簡化了機床的傳動機構。機床布局便于排屑和裝卸工件，部分數控機床帶有自動排屑器和自動工件交換裝置。大部分數控機床采用具有微處理器的可編程序控制器，以代替強電柜中大量的繼電器，提高了機床強電控制的可靠性和靈活性。