数控设备装有程序控制系统，该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。数控设备一般由输入输出设备、数控系统、伺服系统、检测反馈装置和机床本体组成。根据零件的工艺特性，编制加工程序，通过各种输入方式，使设备接受加工程序的数据信息，经过数控装置译码，再进行计算机的处理、运算，将各个坐标轴的分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大后驱动伺服电机，带动各轴运动，并进行实时反馈控制，使各个坐标能精确地走到指定的位置，形成加工运动轨迹。①输入输出设备用于设备的操作界面显示、数控程序的编辑、存储、传输等。如显示器、鼠标、键盘、U盘、网卡。②数控装置一般指计算机、输入输出接口板及机床可编程逻辑控制器（PLC）等所组成的控制系统。接受来自输入设备的程序和数据，经过编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，实现对机床功能的控制。③伺服系统由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，并与机床执行的执行部件和机械传动部件组成数控机床的传动系统，包括主轴伺服系统和进给伺服系统。接受数控装置发出的速度和位置指令，控制执行部件的进给速度、方向和位移。④检测反馈装置用于检测机床的速度和位移，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制系统，没有检测反馈装置的系统成为开环控制系统。常用的测量元件有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、光栅和磁尺等。⑤机床本体是数控机床的主体，用于完成各种切削加工的机械部分。包括床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，还有冷却、润滑、转位、夹紧、排屑、照明等辅助装置。

第一台三坐标数控铣床出现于1952年，数控设备的发展主要分为数控设备（numerical control，NC）与计算机数控设备（computer numerical control，CNC）两个阶段。1952～1970年，为NC阶段，使用数字逻辑电路搭成机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接系统，简称为数控（NC）；1970年以后，为CNC阶段，使用小型计算机作为数控系统依托，实现计算机数控，具有成本低、可靠性高的特点。

数控机床按照加工方法可以分成金属切削类、金属成形类、特种加工类；按照运动轨迹可以分成点位控制数控设备、直线控制数控设备、轮廓控制数控设备；按照伺服系统可以分成开环控制系统设备、半闭环控制系统设备、全闭环控制系统设备。