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数控机床和数控加工设备是高度自动化、高度集成的系统。其加工条件、类型及工件等因素复杂多变，所以故障种类多、随意性大。数控机床和数控加工设备故障有多种分类，分类的目的是从数控机床故障不同的侧面对故障进行分析和研究。数控机床和数控加工设备故障可以按故障形成的原因、故障的程度、故障形成的速度、故障发生的频率和故障造成的后果等进行分类。
1.数控机床的非关联性和关联性故障
故障按起因的相关性可分为非关联性和关联性故障。所谓非关联性故障是由于运输、安装等原因造成的故障。关联性故障可分为系统性故障和随机性故障，系统性故障是指数控机床在一定条件下必然出现的故障；随机性故障是指偶然出现的故障。一般随机性故障是由于机械结构的局部松动、系统控制软件不完善、硬件工作特性曲线下降、电气元器件品质因数降低等原压造成。
2.数控机床的有诊断显示故障和无诊断显示故障
数控机床故障按有无诊断显示分为有诊断显示故障和无诊断显示故障。有诊断显示故障一般与控制部分有关，故障发生后可以根据故障报警信号判别故障的原因。无诊断显示故障往往表现为工作台停留在某一位置不能运动，依靠手动操作也无法使工作台动作，这类故障的排除相对于有诊断显示故障的排除难度要大。
3.数控机床的破坏性故障和非破坏性故障
数控机床故障按性质可分为破坏性故障和非破坏性故障。对于短路、因伺服系统失控造成“飞车”等故障称为破坏性故障，在维修和排除这种故障时不允许故障重复出现，因此维修时有一定的难度；对于非破坏性故障，可以经过多次试验、重演故障来分析故障原因，故障的排除相对容易些。
4.数控机床的电气故障和机械故障
数控机床故障按发生部位可分为电气故障和机械故障。电气故障一般发生在系统装置、伺服驱动单元和机床电气等控制部位。电气故障一般是由于电气元器件的品质因素下降、元器件焊接松动、接插件接触不良或损坏等因素引起，这些故障表现为时有时无。如某电子元器件的漏电流较大，工作一段时间后，其漏电流随着环境温度的升高而增大，导致元器件工作不正常，影响了相应电路的正常工作。当环境温度降低了以后，故障又消失了。这类故障靠目测是很难查找的，一般要借助测量工具检查工作电压、电流或测量波形进行分析。
机械故障一般发生在机械运动部位。机械故障可以分为功能型故障、动作型故障、结构型故障和使用型故障。功能型故障主要是指工件加工精度方面的故障，这些故障是可以发现的，例如加工精度不稳定、误差大等。动作型故障是指机床的各种动作故障，可以表现为主轴不转、工件夹不紧、刀架定位精度低、液压变速不灵活等。结构型故障可以表现为主触发热、主轴箱噪声大、机械传动有异常响声、产生切削振动等。使用型故障主要是指使用和操作不当引起的故障，例如过载引起的机件损坏等。机械故障一般可以通过维护保养和精心调整来预防。
5.自诊断故障
数控系统有自诊断故障报警系统，它随时监测数控系统的硬件、软件和伺服系统等的工作情况。当这些部分出现异常时，一般会在监视器上显示报警信息或指示灯报警或数码管显示故障号，这些故障可以称作为自诊断故障。自诊断故障系统可以协助维修人员查找故障，是故障检查和维修工作中十分重要的依据。对报警信息要进行仔细分析，因为可能会有多种故障因素引起同一种报警信