看起来，除了数控控制机代替了操纵手柄、手轮外，数控铣床在外观上与通用铣床确有不少相似之处，但实际上数控铣床在结构上的内含要复杂得多，而与其他数控机床(如数控车床、数控钻镗床等)相比，数控铣床在结构上主要有下列几个特点：

⑴控制机床运动的坐标特征  为了要把工件上各种复杂的形状轮廓连续加工出来，必须控制刀具沿设定的直线、圆弧或空间的直线、圆弧轨迹运动，这就要求数控铣床的伺服拖动系动能在多坐标方向同时协调动作，并保持预定的相互关系，也就是要求机床应能实现多坐标联动。数控铣床要控制的坐标数起码是3坐标中任意两坐标联动，要实现连续加工直线变斜角工件，起码要实现四坐标联动，而若要加工曲线变斜角工件，则要求实现5坐标联动。因此，数控铣床所配置的数控系统在档次上一般都比其他数控机床相应更高一些。

⑵数控铣床的主轴特征  现代数控铣床的主轴开启与停止，主轴正反转与主轴变速等都可以按程序介质上编入的程序自动执行。不同的机床其变速功能与范围也不同。有的采用变频机组(目前已很少采用)，固定几种转速，可任选一种编入程序，但不能在运转时改变；有的采用变频器调速，将转速分为几档，程编时可任选一档，在运转中可通过控制面板上的旋钮在本档范围内自由调节；有的则不分档，程编可在整个调速范围内任选一值，在主轴运转中可以在全速范围内进行无级调整，但从安全角度考虑，每次只能调高或调低在允许的范围内，不能有大起大落的突变。在数控铣床的主轴套筒内一般都设有自动拉、退刀装置，能在数秒种内完成装刀与卸刀，使换刀显得较方便。此外，多坐标数控铣床的主轴可以绕X、Y或Z轴作数控摆动，也有的数控铣床带有万能主轴头，扩大了主轴自身的运动范围，但主轴结构更加复杂。