数控机床系统中的控制器和计算机均通过软件进行操作。其中任何一种都需要三种类型的软件程序：操作系统软件、机器接口软件和应用软件。操作系统的主要功能是产生和处理相应的控制信号以驱动机床轴。机床接口软件用于操作中央处理器（CPU）与机床轴之间的通信链路，以完成控制功能。

在应用软件中，指令程序是指导处理设备动作的详细分步命令。在数控机床应用中，这种指令程序称为零件编程。在零件编程中，各个命令是指切削刀具相对于固定工件的工作台的位置。通常包括附加说明，例如主轴速度、进给率、刀具选择等控制功能。该程序在合适的介质中编码，以提交给称为控制器的机器控制单元。

数控机床控制单元。在当今的数控技术中，机床控制单元（MCU）是由若干种带有相关控制硬件的计算机组成的，它们通过将每个指令转换成加工设备的机械动作来存储和顺序执行指令程序。数控系统中MCU一般由以下部件或子系统组成：CPU、存储器、接口、机床主轴和主轴转速的控制、其他机床功能的顺序控制。这些子系统在MCU内部通过内部总线互连。