加工中心的系統(tǒng)基本組成與一般數(shù)控機(jī)床一樣，只是在此基礎(chǔ)上增加刀庫和自動(dòng)換刀裝置而形成的一類更復(fù)雜，但用途更廣，效率更高的數(shù)控機(jī)床。加工中心配置有刀庫和自動(dòng)換刀裝置，所以能在一臺機(jī)床上完成車、銑、鏜、鉆、鉸、攻螺紋、輪廓加工等多個(gè)工序的加工。加工中心機(jī)床具有工序集中、可以有效縮短調(diào)整時(shí)間和搬運(yùn)時(shí)間，減少在制品庫存，加工質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，因此常用于零件比較復(fù)雜，需要多工序加工，且生產(chǎn)批量中等的生產(chǎn)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(dòng)換刀機(jī)構(gòu)外，還配備有回轉(zhuǎn)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(yīng)用的自動(dòng)化加工設(shè)備，它們可作為單機(jī)使用也可作為FMC、FMS中的單元加工設(shè)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(yuǎn)離主軸的機(jī)床側(cè)面或頂部。刀具庫遠(yuǎn)離工作主軸的優(yōu)點(diǎn)是少受切削液的污染，使操作者在加工時(shí)調(diào)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(shí)現(xiàn)在加工過程中實(shí)時(shí)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(jī)械手有單臂機(jī)械手和雙臂機(jī)械手，回轉(zhuǎn)1800的雙臂機(jī)械手應(yīng)用。

加工中心刀具的存取方式有順序方式和隨機(jī)方式，刀具隨機(jī)存取是最主要的方式。隨機(jī)存取就是在任何時(shí)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(shí)，刀具嚴(yán)格按數(shù)控程序調(diào)用刀具的次序排列。程序開始時(shí)，刀具按照排列次序一個(gè)接著一個(gè)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(zhí)行數(shù)控程序的基本條件。

回轉(zhuǎn)工作臺是臥式加工中心實(shí)現(xiàn)主軸運(yùn)動(dòng)的部件，主軸的運(yùn)動(dòng)可作為分度運(yùn)動(dòng)或進(jìn)給運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)工作臺有兩種結(jié)構(gòu)形式，僅用于分度的回轉(zhuǎn)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(shí)現(xiàn)機(jī)械剛性連接。用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)工作臺用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用回轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器檢測及定位，并控制回轉(zhuǎn)速度，也稱數(shù)控工作臺。數(shù)控工作臺和X、Y、Z軸及其它附加運(yùn)動(dòng)構(gòu)成4～5軸輪廓控制，可加工復(fù)雜輪廓表面。

臥式加工中心可對工件進(jìn)行4面加工，帶有臥——立式主軸的加工中心可對工件進(jìn)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(rèn)可和歡迎。另外，由于它是減少了機(jī)床的非加工時(shí)間和單件工時(shí)，可以提高機(jī)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(shí)現(xiàn)了工件的自動(dòng)更換，從而縮短了消耗在更換工件上的輔助時(shí)間。