常見的數控加工中心有立式、臥式之分，雖然外型結構相同，但從總體上看，數控加工中心基本上由以下幾部分組成：基礎部件、主軸系統、控制系統(CNC)、伺服系統、自動換刀裝置(ATC)、輔助系統、自動托盤*換系統等。
數控加工中心基本結構圖
(1)基礎部件
由床身、立柱和工作臺等大件組成，是數控加工中心的基礎構件，它們可以是鑄鐵件，也可以是焊接鋼結構件，均要承受數控加工中心的靜載荷以及在加工時的切削載荷。故必須是剛度很高的部件，亦是數控加工中心質量和體積*大的部件。
(2)主軸組件
它是主軸箱、主軸電機、主軸和主軸軸承等零件組成。其啟動、停止和轉動等動作均由數控系統控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。主軸是數控加工中心的關鍵部件，其結構優劣對數控加工中心的性能有很大的影響。
(3)控制系統
單臺數控加工中心的數控部分是由可編程序控制器、伺服驅動裝置以及電機等部分組成。它們是數控加工中心執行順序控制動作和完成加工過程中的控制中心。
(4)伺服系統
伺服系統的作用是把來自數控裝置的信號轉換為機床移動部件的運動，其性能是決定機床的加工精度、表面質量和生產效率的主要因素之一。數控加工中心普遍采用半閉環、閉環和混合環三種控制方式。
(5)自動換刀裝置(ATC)
它由刀庫、機械手和驅動機構等部件組成。刀庫是存放加工過程所使用的全部刀具的裝置，常用的有斗笠和圓盤刀庫兩種，當需換刀時，根據數控系統指令，伸出機械手(或通過別的方式)將刀 具從刀庫取出裝入主軸中，有的數控加工中心不用機械手而利用土軸箱或刀庫的移動來實現換刀。盡管換刀過程，選刀方式、刀庫結構、機械手類型等各不相同，但都是在數控裝置及可編程序控制器的控制下，由電機和液壓或氣動機構驅動刀庫和機械手實 現刀具的選擇與交換。
(6)輔助系統
包括潤滑、冷卻、排屑、防護、液壓和隨機檢測系統等部分。輔助系統雖不直接參與切削運動，但對數控加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用，因此，也是數控加工中心不可缺少的部分。
(7)自動托盤*換系統
有的數控加工中心為進一步縮短非切削時間，配有兩個自動交換工件托盤，一個安裝在工作臺上進行加工，另一個則位于工作臺外進行裝卸工件。當完成一個托盤上的工件加工后，便自動交換托盤，進行新零件的加工，這樣可減少輔助時間，提高加工工效。
