為了達到數控機床高的運動精度，定位精度和高的自動化性能，其機械結構的特點主要表現在如下幾個方面。

1.高剛度

數控機床要在高速和重負荷條件下工作，因此，機床的床身、立柱、主軸、工作臺、刀架等主要部件，均需具有很高的剛度，以減少工作中的變形和振動。例如：有的床身采用雙壁結構，并配置有斜向肋板及加強肋，使其具有較高的抗彎剛度和抗扭剛度;為提高主軸部件的剛度，陳主軸部件在結構上采取必要的措施以外，還要采用高剛度的軸承，并適當預緊;增加刀架底座尺寸，減少刀具的懸伸，以適應穩定的重切削等。

2.高靈敏度

數控機床的運動部件應具有較高的靈敏度。導軌部件通常用滾動導軌、塑料導軌、靜壓導軌等，以減少摩擦力，使其在低速運動時無爬行現象。工作臺、刀架等部件的移動，由交流或直流伺服電動機驅動，經滾珠絲杠傳動，減少了進給系統所需要的驅動扭矩，提高了定位精度和運動平穩性。

3.高抗振性

數控機床的一些運動部件，除應具有高剛度、高靈敏度外，還應具有高抗振性，即在高速重切削情況下減少振動，以保證加工零件的高精度和高的表面質量。特別要注意的是避免切削時的諧振，因此，對數控機床的動態特性提出了更高的要求。

4.熱變形小

機床的主軸、工作臺、刀架等運動部件在運動中會產生熱量，從而產生相應的熱變形。而工藝過程的自動化和精密加工的發展，對機床的加工精度和精度穩定性提出了越來越高的要求。為保證部件的運動精度，要求各運動部件的發熱量要少，以防產生過大的熱變形。為此，機床結構根據熱對稱的原則設計，并改善主軸軸承、絲杠螺母副.高速運動導軌副的摩擦特性。如mj-50cnc數控車床主軸箱殼體按照熱對稱原則設計，并在殼體外緣上鑄有密集的散熱片結構，主軸軸承采用高性能油脂潤滑，并嚴格控制注入量，使主軸溫升很低。對于產生大量切屑的數控機床，一般都帶有良好的自動排屑裝置等。

5.高精度保持性

為了加快數控機床投資的回收，必須使機床保持很高的開動比(比普通機床高2-3倍)，因此，必須提高機床的壽命和精度保持性，在保證盡可能地減少電氣和機械故障的同時，要求數控機床在長期使用過程中不喪失精度。

6.高可靠性

數控機床在自動或半自動條件下工作，尤其在柔性制造系統(fms)中的數控機床，可在24小時運轉中實現無人管理，這就要求機床具有高的可靠性。為此，要提高數控裝置及機床結構的可靠性，如在工作過程中動作頻繁的換刀機構、托盤、工件交換裝置等部件，必須保證在長期工作中十分可靠。另外，引入機床機構故障診斷系統和自適應控制系統、優化切削用量等，也都有助于機床可靠地工作。

7.模塊化

模塊化設計思想的靈活機床配置，使用戶在數控機床的功能、規格方面有更多的選擇余地，做到既能滿足用戶的加工要求，又盡可能不為多余的功能承擔額外的費用。

數控機床通常由床身、立柱、主軸箱、工作臺、刀架系統及電氣總成等部件組成。如果把各種部件的基本單元作為基礎，按不同功能、規格和價格設計成多種模塊，用戶可以按需要選擇合理的功能模塊配置成整機。這不僅能降低數控機床的設計和制造成本，而且能縮短設計和制造周期，終贏得市場。目前，模塊化的概念已開始從功能模塊向全模塊化方向發展，它已不局限于功能的模塊化，而是擴展到零件和原材料的模塊化。

8.機電一體化

數控機床的機電一體化是對總體設計和結構設計提出的重要要求。它是指在整個數控機床功能的實現以及總體布局方面必須綜合考慮機械和電氣兩方面的有機結合。新型數控機床的各系統已不再是各自不相關聯的獨立系統。具典型的例子之一是數控機床的主軸系統已不再是單純的齒輪和帶輪的機械傳動，而更多的是由交流伺服電動機為基礎的電主軸。電氣總成也已不再是單純游離于機床之外的獨立部件，而是在布局上和機床結構有機地融為一體。由于抗干擾技術的發展，目前已把電力的強電模塊與微電子的計算機弱電模塊組合成一體，既減小了體積，又提高了系統的可靠性。

相比較普通機床，數控機床盡管與其在結構方面有許多相同之處，但在結構上還是有所改進，自動化、靈敏度等更高。