数控机床运行过程就是软件控制下的机床动作过程。完好的硬件、完善的软件和正常的操作是机床正常工作的必要条件。
机床数控系统的软件主要有以下三大类：
1、第I类由系统构造者编制的基本芯片、基本系统程序、加工循环、测量循环等组成。为保密及不易丢失，它们售前被写入不可擦写存储器，因为有了它们，才构成具体的所谓系统。
2、第Ⅱ类由系统制造厂编制的针对具体机床用的机床数据组成。对于这类数据，用户可随时根据使用要求和机床性能对其进行更改，它们被分别写入随机存储器和不可擦写存储器，且提供文字记录。有了它们，系统才适配于具体机床，从而控制机床完成各种运行过程。写入随机存储器这一部分，容易丢失，用户可以改写、清除。在机床正常情况下，这种软件可调出存储于各种介质，如磁盘、纸带等上，亦可打印或做成文字记录。对于这些软件，其更改一次即要作一次记录，优化后的比原供货时提供的更为重要，有些是使用者开发的结果。
3、第Ⅲ类由用户编制的加工主程序、加工子程序、各种工作参数等组成。为便于改动，它们被存储于随机存储器。有了它们，机床才可能用于加工产品，作为具体机床使用。这类软件从调试到批量生产都要完整无缺地记录于磁盘、纸带等，并应有文本底稿。
