从总体来看主要由以下几大部分组成。
1、基础部件
它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。
 2、主轴部件
由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。是加工中心的关键部件，它决定加工中心的加工精度及稳定性。
3、数控系统
加工中心的数控部分是由cNc装置，可编程控制器PLC、伺服驱动装置以及操作面板等组成。
 4、自动换刀系统
由刀库、机械手、驱动机构等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。它解决工件一次装夹后多工序连续加工中，工序与工序之间的刀具自动储存 选择 搬运 和交换的任务。
刀库（刀盘）是存放加工过程中所使用的全部刀具的装置。刀库有盘式、链式等，容量从几把到几百把。刀臂的结构根据刀库与主轴的相对位置和结构的不同也有多种形式如：单臂式、双臂式等。有的加工中心不用刀臂而直接用主轴箱或刀库的移动来实现换刀。
 5、辅助装置
包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。
 6、APC自动托盘交换系统
有的加工中心为了实现进一部的无人化或进一步缩短非加工时间，采用多个自动交换工作台方式储备工件，一个工件安装在工作台上进行加工的同时，另外一个或几个工作台还可以装卸别的零件，当完成一个工作台上的零件的加工后，便自动交换工作台，进行新零件的加工，这样可以减少辅助时间，提高加工效率。