（1）具有高度柔性。在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常重新调整机床。
（2）加工精度高。数控机床的加工精度一般可达0.001～0.1mm之间，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，机床移动部件就移动一个脉冲当量。
（3）加工质量稳定、可靠。加工零件时，由于在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，所以同一批零件的尺寸一致性好，质量稳定。
（4）生产率高。数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，从而有效地节省了加工时间。对于复杂的零件可以采用计算机辅助编程。尤其在使用带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心时，工件只需一次装夹就能完成多道工序的连续加工。
（5）改善劳动条件。数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续地进行加工，直至加工结束。另外，机床一般是封闭式加工，既清洁，又安全。
（6）利于生产管理现代化。数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理。
随着科学技术的不断进步及CNC，FMS，CIMS技术的日趋成熟，对数控装置、伺服系统、机床结构等性能提出了更高的要求。数控机床的发展趋势可概括为以下几个方面。
（1）采用高速大功率电主轴。为了适应超高速切削加工的发展（主轴转速一般在10000～75000r/min），传统的齿轮变速的主传动系统已不适应其要求，而采用主轴电机与主轴串接的形式，即将空心转子直接套装在机床主轴上，定子则装在主轴单元的壳体内，实现了变频电机与机床主轴的一体化。这种主轴称为“内装式电动机主轴”（build-in motor spindle），简称“电主轴”。
（2）采用“零传动”直线伺服进给方式。为适应超高速、超精密加工的要求，传统的“旋转伺服电机+滚珠丝杠”已不能适应要求，而采用直线电动机直接驱动工作台的这种“零传动”直线伺服进给方式，已在世界先进的机床行业中得到重视和应用。该结构的高速度和动态响应特性远远超过其他传统的伺服机构。
（3）采用多轴控制结构。为了进一步提高工效，现代数控机床有的采用了多主轴、多面体切削，即同时对一个零件的不同部位进行不同方式的切削加工’如各类五面体加工中心。另外，现代数控系统的控制轴数也在不断增加，有的多达15轴，其同时联动的轴数已达6轴。
（1）硬件电路中采用更为先进的微电子器件。①采用位数、频率更高的微处理器，运算位数从16位、32位向64位发展；频率由5MHz、16MHz提高到20MHz和32MHz。②直接采用插补运算集成芯片（如日本FANUC公司的DDA专用插补集成芯片），进一步提高系统运算速度。③采用高分辨率的脉冲编码器、内装微处理器组成的细分电路，提高数控系统的分辨率等。
（2）采用提高系统运动精度的多种补偿措施。①采用静、动摩擦的非线性补偿控制技术。由于机械动、静摩擦的非线性会导致机床床鞍爬行，除了在机械结构上采用措施降低静摩擦外，新型的数控伺服系统具有自动补偿机械系统静、动摩擦非线性的控制功能。②利用计算机的软件功能对伺服系统进行多种补偿，以提高机床的位置精度。
（3）采用超高速切削刀具。目前陶瓷刀具（切速达500～800m/min）和金刚石涂层刀具（切速达1200m/min以上）已开始应用，以适应高速加工的要求。
（4）配置高速、强功能的内装式可编程控制器（PLC）。新型PLC中的CPU，其基本指令执行时间可达0.2（（µs/步），可编程步数扩大到16000步以上，通过CNC与PLC之间的通信，能更好地满足机床运行中各种实时控制要求。
（1）数控编程自动化。①CAD/CAPP/CAM全自动编程系统。随着CIMS技术的发展，当前又出现了CAD/CAPP/CAM集成的全自动编程方式。该方式与CAD/CAM系统编程的最大区别是编程所需的工艺参数可直接从CAPP数据库中获得。②测量、编程、加工一体化系统。该系统通过激光快速扫描成形系统、三坐标测量机对样机零件进行测量，并把测得的数据输入计算机内，一方面可通过CAD系统获得样机零件图样，另一方面可通过数控自动编程系统，将其处理生成NC加工程序，然后通过通信接口输入数控机床。
（2）进一步引进国外先进技术，加速国内数控机床的发展。①引进自适应控制技术。由于在实际加工中，约有30余种变量会直接或间接影响到零件的加工质量，而这些变量事先难以预知。自适应控制系统则在切削过程中，根据加工条件的不断变化，自动调节工作参数，以保持最佳切削状态。②引进模式识别技术。应用图像识别和声控技术，使机器自己辨认图样并按照语音命令加工。
（3）刀具寿命的自动检测更换。利用多种高科技检测手段，对刀具和工件进行监测，发现工件尺寸超差、刀具磨损及时报警，自动更换备用刀具，以确保工件质量。
（4）故障的自诊断、自修复功能。CNC系统内装在线诊断程序。加工过程中一旦出现故障，立即报警，并利用“冗余”技术，自动使故障模块脱机，接通备用模块。
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