按机床主轴的布置形式与机床的布局特点分类,可分为数控立式铣床、数控卧式铣床和数控龙门铣床等。
1、 数控立式铣床
目前三坐标数控铣床战占大多数，主轴与机床工作台面垂直，工件装夹方便，加工时便于观察，但不便于排屑，一般采用固定式的立柱结构。工作台不升降。主轴箱做上下运动，并通过立柱内的重锤平衡主轴箱的质量。为保证机床的刚性，主轴中心线距立柱导轨面的距离不能太大，因此，这种结构主要用于中心尺寸的数控铣床。
此外，还有机床主轴可以绕XYZ坐标轴中的一个或两个数控回转运动的四坐标和五坐标数控立式铣床。通常，机床控制的坐标轴越多，尤其是要求联动的坐标轴越多，机床的功能，加工范围及可选择的加工对象也越多，但随之而来的就是机床结构更加复杂。对数控系统的要求更高。编程难度更大，设备的价格也更高。
数控立式铣床也可以附加数控转盘。采用自动交换台。增加靠模装置来扩大功能、加工范围及加工对象，进一步提高加工效率。
2、 数控卧式铣床
数控卧式铣床与通用卧式铣床相同，主轴轴线平行于水平面。主轴与机床工作台面平行，加工时不便于观察。但排屑顺畅。为了扩大加工范围和扩充功能，一般配有数控回转工作台或万能数控转盘来实现四坐标、五坐标加工，这样不但工件侧面上的连续轮廓可以加工出来，而且可以在一次安装过程中，通过转盘改变工位，进行四面加工。尤其是万能数控转盘可以把工件上各种不同的角度或空间角度的加工面摆成水平位置。这样可以省去很多专用夹具或专用角度的成形铣刀。但从制造成本上考虑，单纯的数控卧式铣床现在已比较少，而多是配备自动换刀装置后成为卧式加工中心。
3、数控龙门铣床
对于大尺寸的数控铣床，一般采用对称的双立柱结构，以保证机床的整体刚性和强度，这就是数控龙门铣床，数控龙门铣床有工作台移动和龙门架移动两种形式。主要用于大、中等尺寸，大、中等质量的各种基础大件、板件、盘类件、壳体件和模具等多品种零件的加工，工件一次性装夹后可自动高效、高精度地连续完成铣、钻、镗和铰等多种工序的加工，适用于航空、重机、机车、造船、机床、印刷和模具等制造行业。
4、 主传动系统的结构
主传动系统包括主轴电动机，传动系统和主轴部件，由于主传动系统的变速功能一般采用变频或交流伺服主轴电动机，通过同步齿形带动主轴旋转，对于功率较大的数控铣床，为了实现低速大转矩，有时加一级或二级或多级齿轮减速。对于经济型数控铣床的主传动系统。则采用普通电动机通过V带，塔轮，手动齿轮变速箱带动主轴旋转。通过改变电动机的接线形式和手动换档方式进行有级变速。
