数控车床的基本工作原理就是通过给设备提供数字化的指令来实现车床的机械运动，从而实现自动化控制。数控系统将加工零件的相关参数，比如刀具与工件相对运动的轨迹参数（进给总成的进给尺寸），车削加工的工艺参数（进给的速度、切削深度等），以及其他各种辅助参数（刀具转换、冷却液供给和停送、工件夹紧松开等）用规定的字母、数字组成代码，按照一定的格式编写成加工程序，通过控制介质输入到数控装置，数控装置再根据得到的程序分解成各项指令控制机床进行加工。
数控车床是由数控系统和机床本体组成，数控系统包括控制电源、伺服控制器、主机、主轴编码器。其中主轴编码器主要用于完成操作的自动化，无需人工进行操作，数控装置是数控车床最核心的部分，含括输入、处理和输出三个基本模块，主要采用计算机数控系统（Computer Numerical Control，简称CNC）来以软件的形式实现数控的功能，伺服控制器主要是用于接受指令，并经功率放大、整形处理后转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动。
机床本体包括床身、电动机、主轴箱、电动回转刀架、进给传动系统、冷却系统、润滑系统、安全保护系统等组成。数控车床分为立式数控和卧式数控车床两种类型，立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较大或较小的盘类零件加工。相对与立式数控车床来说，卧式数控车床的结构形式较多、加工功能丰富、使用的面积较广。