數控車床的伺服系統是重要組成部分，實現進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理后，轉換成車床執行部件的直線位移或角位移運動。由于伺服系統是數控車床的倒數環節，其性能將直接影響精度和速度等技術指標，因此，對設備的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，并能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。
伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。測量元件將數控車床各坐標軸的實際位移值檢測出來并經反饋系統輸入到數控車床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，并向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。
