数控车床发生故障的原因很复杂，为方便分析和处理故障，数控车床厂家按故障性质及故障原因等对常见故障分类：
数控车床常见的机械故障主要有：机械传动故障与导轨运动摩擦过大。故障表现为：传动噪声大，加工精度差，运行阻力大。例如：轴向传动链的联轴器松动，齿轮、滚珠丝杠与轴承缺油，导轨塞铁调整不当，导轨润滑不良以及系统参数设置不当等原因均可造成以上故障。尤其是机床各部位标明的注油点，需定时定量加注润滑油这是机床各传动链正常运行的保证。另外，液压、润滑与气动的主要故障是管路阻塞和密封不良。
电气故障分为弱电故障和强电故障。弱电部分主要有CNC装置、PMC控制器、CRT显示器以及伺服单元、输入输出装置等电子电路。强电部分是指继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气组件及其所组成的电路。这部分故障十分常见，必须引起足够的重视。
（1）系统性故障指只要满足一定的条件或超过某一设定的限度，工作中的数控机床必然会发生的故障。例：①液压系统的压力值随着液压回路的阻塞而降到某一参数时，会发生液压系统故障报警使机床停机。②机床加工中因切削量过大，达到一定的限值时会发生过载或超温报警。因此正确的使用与精心的维护是避免此类故障发生的切实保障。
（2）随机性故障指数控机床有同样的工作条件下工作时只偶然发生一次或两次的故障。此类故障的发生往往与安装质量、组件排列、参数设定、元器件品质、操作失误、维护不当以及工作环境影响等诸多因素有关。例：①接插件与连接组件因疏忽未加锁，印刷电路板上的元器件松动变形或焊点虚脱，继电器触点、各类开关触头因污染锈蚀、直流电动机电刷不良等造成的接触不可靠。②工作环境温度过高、湿度过大、电源波动与机械振动、有害粉尘与气体污染等原因均可引发此类故障。因此加强数控系统的维护检查，确保电气箱门的密封，严防工业粉尘及有害气体的侵袭，可避免此类故障的发生。
按诊断方式分，数控车床的故障有诊断显示故障和无诊断显示故障两种。现代数控系统大多都有较丰富的自诊断功能，报警号有数百条，所配置可编程控制装置报警参数也有数十条乃至上百条，当出现故障时自动显示出报警号。维修人员利用这些报警号，较易找到故障所在。而在无诊断显示时，机床在某一个位置不动，循环进行不下去时，由于没有报警显示，维修人员只能根据故障出现的前后现象来判断，因此故障排除难度较大。
数控车床可以正常运行，但表现出的现象与以前不，比如噪声变大、振动较强、定位精度超差、反向死区过大、圆弧加工不合格、机床启停有振荡等。此时加工零件往往不合格，这类故障无任何报警信号显示，只能通过检测仪器来检测和发现。
硬件故障指数控装置的印刷电路板上的集成电路芯片、分立组件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。只有更换已经损坏的器件才可能的排除故障，这类故障也称为“死故障”。比较常见的是输入/输出接口损坏、功放组件损坏等。
软件故障指数控系统加工程序错误、系统程序和参数的设定不正确或丢失、计算机的运算出错等。通过认真检查和修改参数可以解决这类故障。但是，参数的修改要慎重，一定要搞清楚参数的含义以及与其相关的其它参数方可修改，否则顾此失彼，还会产生新的故障，甚至发生机床动作失控。
干扰故障指由于内部和外部干扰引发的故障。例：由于系统和线路分布不合理、电源地线配置不当、接地不良、工作环境恶劣等引发的故障。
