数控车床主轴零件的精度、刚度和热变形直接影响加工质量。因为数控车床在加工过程中不需要手动调理，这些影响更加严峻。目前数控车床主轴主要有三种方式。
前支承由双列短圆柱滚子轴承和60°角触摸双列径向推力球轴承组成，后支承配有成对径向推力球轴承。该结构大大提高了主轴的全体刚度，能够满足强芯片的要求，广泛应用于小型数控车床制造厂家的各种数控车床。前轴承选用高精度双列角触摸球轴承，后轴承选用单列（或双列）角触摸球轴承。这种装备具有杰出的高速性能，但其承载能力小，因此适用于高速，轻载和精细数控车床主轴。
双列和单列圆锥轴承用于前后轴承。这种结构约束了主轴的高速性和精度，适用于中精度、低速、重载数控车床的主轴。选用步进电机和单片机改造普通车床进给体系所构成的简单数控车床成本低，但自动化程度和功用较差，转弯精度不高。适用于低要求的旋转部件。
依据车削要求，对数控车床进行了专门规划，并配备了通用的数控体系。该数控体系功用强大，自动化程度高，加工精度高。适用于一般回转类零件的车削加工。数控车床可以一起控制两个轴，即X轴和Z轴。