加工中心的系統基本組成與一般數控機床一樣，只是在此基礎上增加刀庫和自動換刀裝置而形成的一類更復雜，但用途更廣，效率更高的數控機床。加工中心配置有刀庫和自動換刀裝置，所以能在一臺機床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個工序的加工。加工中心機床具有工序集中、可以有效縮短調整時間和搬運時間，減少在制品庫存，加工質量高等優點，因此常用于零件比較復雜，需要多工序加工，且生產批量中等的生產場合。

    加工中心通常是指鏜銑加工中心，主要用于加工箱體及殼體類零件，工藝范圍廣。加工中心除配備有刀具庫及自動換刀機構外，還配備有回轉工作臺或交換工作臺等，有的加工中心還具有可交換式主軸頭或臥一立式主軸。加工中心目前已成為一類廣泛應用的自動化加工設備，它們可作為單機使用也可作為FMC、FMS中的單元加工設備。加工中心有立式和臥式兩種基本形式，前者適合于平面形零件的單面加工，后者特別適合于大型箱體零件的多面加工。

    加工中心的刀具庫通常位于遠離主軸的機床側面或頂部。刀具庫遠離工作主軸的優點是少受切削液的污染，使操作者在加工時調換庫中刀具免受傷害。FMC和FMS中的加工中心通常需要大量刀具，除了滿足不同零件的加工外，還需要后備刀具，以實現在加工過程中實時更換破損刀具和磨損刀具，因而要求刀庫的容量較大。換刀機械手有單臂機械手和雙臂機械手，回轉1800的雙臂機械手應用最普遍。

    加工中心刀具的存取方式有順序方式和隨機方式，刀具隨機存取是最主要的方式。隨機存取就是在任何時候可以取用刀庫中任一把刀，選刀次序是任意的，可以多次選取同一把刀，從主軸卸下的刀允許放在不同于先前所在的刀座上，CNC可以記憶刀具所在的位置。采用順序存取方式時，刀具嚴格按數控程序調用刀具的次序排列。程序開始時，刀具按照排列次序一個接著一個取用，用過的刀具仍放回原刀座上，以保持確定的順序不變。正確地安放刀具是成功地執行數控程序的基本條件。

    回轉工作臺是臥式加工中心實現主軸運動的部件，主軸的運動可作為分度運動或進給運動。回轉工作臺有兩種結構形式，僅用于分度的回轉工作臺用鼠齒盤定位，分度前工作臺抬起，使上下鼠齒盤分離，分度后落下定位，上下鼠齒盤嚙合，實現機械剛性連接。用于進給運動的回轉工作臺用伺服電機驅動，用回轉式感應同步器檢測及定位，并控制回轉速度，也稱數控工作臺。數控工作臺和X、Y、Z軸及其它附加運動構成4～5軸輪廓控制，可加工復雜輪廓表面。

    臥式加工中心可對工件進行4面加工，帶有臥——立式主軸的加工中心可對工件進行5面加工。臥——立式主軸是采用正交的主軸頭附件，可以改變主軸角度方位900，因而它得到用戶的普遍認可和歡迎。另外，由于它是減少了機床的非加工時間和單件工時，可以提高機床的利用率。

    加工中心的交換工作臺和托盤交換裝置配合使用，實現了工件的自動更換，從而縮短了消耗在更換工件上的輔助時間。