数控机床根据是否有对被控量的检测装置，可分为开环控制和闭环控制。在闭环系统中，根据检测装置的位置分为全闭环控制和半闭环控制。
1.开环控制数控机床
开环控制系统示意图
如图所示，开环控制系统中没有检测装置。数字装置在加工工件加工程序后，向伺服系统输出数字指令信号，驱动机床运动，但不检测运动的实际位置，即没有位置反馈信号。
开环控制的伺服系统主要采用步进电机，由于步进电机的步距精度和工作频率以及传动机构的传动精度的影响，开环系统的速度和精度都比较低。但是，开环控制由于其结构简单、调试方便、易于维护、成本低廉，在经济型数控机床中仍被广泛应用。
2.闭环控制数控机床
闭环控制系统示意图
如图所示，在闭环控制系统中，安装在工作台上的检测元件将工作台的实际位移反馈给计算机，与要求的位置指令进行比较，用比较后的差值进行控制，直到差值消除。可以看出，闭环控制系统可以消除机械传动部件的各种误差和工件加工过程中产生的干涉效应，从而大大提高加工精度。
闭环控制的特点是加工精度高，移动速度快。这种数控机床采用DC伺服电机或交流伺服电机作为驱动元件，电机控制电路复杂，检测元件价格昂贵。因此，调试和维护是复杂和昂贵的。
3.半闭环控制数控机床
半闭环控制示意图
这种数控系统不直接检测工作台的位移，而是利用角位移检测元件，如光电编码器，测量伺服电机或丝杠的角位置，计算出工作台的实际位移，反馈给计算机进行比较，用比较差进行控制。因为反馈回路中没有工作台，所以称为半闭环控制。
半闭环控制比闭环控制精度低，但稳定性好，成本较低，易于调试和维护，兼顾了开环控制和闭环控制的特点，所以应用广泛。