现代数控机床故障起因诸多，就其故障性质、起因可分系统性和随机性故障；有诊断显示和无诊断显示故障；破坏性和非破坏性故障；运动品质特性故障；硬件和软件故障等。
由于数控机床品类繁多，就数控机床故障发生的部位，基本可在：
1、机械部分故障。如进给传动链故障，主轴部件故障，ATP故障，配套附件故障等。
2、机床本体上的电气部分及强电控制部分故障。如轴运动硬件越程故障，刀库找不到刀故障，主轴不分度故障，刀具、夹具夹持故障，各种电机不工作故障，润滑装置故障等。
3、进给伺服系统故障室内吊运机。如伺服进给系统出错、检测出错、过热报警，大电流、高电压、低电压、过载、速度反馈断线、保护开关动作报警，机床失控、振动、过冲噪声过大、圆柱度超差故障等。
4、主轴伺服系统故障。如主轴电机振动、电机型式试验噪声大、速度偏差大或超出额定值、电机过热、电流过大、再生回路保险烧断故障等。
5、数控系统故障。如CRT无辉度、无画面、NOTREADY显示、PROGRAMSTOP显示、MDI无效、HOME不正常、电手轮失效故障等。
目前CNC系统的启动、在线、离线诊断技术有了长足的发展，对故障诊断、定位有极大的帮助。但当数控机床出现故障时要迅速正确地排除它，往往要牵涉诸多方面。这就需要维修人员有全面的理论知识、实践技能等较高的职业素质，充分了解调查故障现场情况，罗列可能造成故障的诸多因素，采用必要的测量技术手段逐步查清故障产生的原因。