目前，世界先進制造技術不斷興起，超高速切削、超精密加工等技術的應用，柔性制造系統的迅速發展和計算機集成系統的不斷成熟，對數控加工技術提出了更高的要求。為適應這種情況，數控機床正朝著以下幾個方面發展。
高速度、高精度化

速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品質量。

目前，數控系統采用位數、頻率更高的處理器，以提高系統的基本運算速度。同時，采用超大規模的集成電路和多微處理器結構，以提高系統的數據處理能力，即提高插補運算的速度和精度。并采用直線電機直接驅動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態響應特性相當優越。采用前饋控制技術，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。

為適應超高速加工的要求，數控機床采用主軸電機與機床主軸合二為一的結構形式，實現了變頻電機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應用。

多功能化配有自動換刀機構（刀庫容量可達100把以上）的各類加工中心配有自動換刀機構的各類加工中心可實現在同一臺機床上同時進行銑削、鏜削、鉆削、車削、鉸削、擴孔、攻螺紋等多道工序，現代數控機床可采用多主軸、多面體切削，即同時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數控系統由于采用了多CPU（計算機中心處理裝置）結構和分級中斷控制方式，即可在同一臺機床上同時進行加工和程序編制，實現所謂的“前臺加工，后臺編輯”。為了適應柔性制造系統和計算機集成系統的要求，數控系統具有遠距離串行接口，甚至可以聯網，實現數控機床之間的數據通信，也可直接對多臺數控機床進行控制。

引進自適應控制技術

智能化現代數控機床將引進自適應控制技術，根據切削條件的變化，自動調節工作參數，使加工過程中能保持最佳工作狀態，從而得到較高的加工精度和較好的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽命和設備的生產效率。具有自診斷、自修復功能，在整個工作狀態中，系統隨時對CNC系統本身以及與其相連的各種設備進行自診斷、檢查。一旦出現故障，立即采用停機等措施，并進行故障報警，提示發生故障的部位、原因等。還可自動使故障模塊脫機，而接通備用模塊，以確保無人化工作環境的要求。為實現更高的故障診斷要求，其發展趨勢是采用人工智能專家診斷系統。

數控系統將采用更高集成度的電路芯片，利用大規模或超大規模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數量來提高可靠性。通過硬件功能軟件化，以適應各種控制功能的要求，同時采用硬件結構機床本體的模塊化、標準化、通用化及系列化，使得既提高硬件生產批量、又便于組織生產和質量把關。還可通過自動運行啟動診斷、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現對系統內硬件、軟件和各種外部設備進行故障診斷和報警。利用報警提示，及時排除故障；利用容錯技術，對重要部件采用“冗余”設計，以實現故障自恢復；利用各種測試、監控技術，當生產超程、刀具損壞、干擾、斷電等各種意外發生時，自動進行相應的保護。

CAD/CAM圖形交互式自動編程已得到較多應用

這是數控技術發展的新趨勢。它是利用CAD繪制的零件加工圖樣，再經計算機內的刀具軌跡數據進行計算和后置處理，從而自動生成NC零件加工程序，以實現CAD與CAM的集成。隨著CIMS技術的發展，當前又出現了CAD/CAPP/CAM集成的全自動編程方式，它與CAD/CAM系統編程的最大區別是其編程所需加工工藝參數不必由人工參與，直接從系統內的CAPP數據庫獲取。
控制系統和數控系統小型化

控制系統與數控系統小型化便于將機、電裝置結合為一體。目前主要采用超大規模集成元件、多層印刷電路板，采用三維安裝方法，使電子元器件得以高密度安裝，較大規模縮小系統的占有空間。而利用新型的彩色液晶薄型顯示器替代傳統的陰極射線管，將使數控操作系統進一步小型化。這樣可方便地將它安裝在機床設備上，更便于對數控機床的的操作使用。