微觀上看，數控機床比傳統機床有以下突出的優越性，而且這些優越性均來自數控系統所包含的計算機的威力。
可以加工出傳統機床加工不出來的曲線、曲面等複雜的零件。
由於計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以複合成複雜的曲線或曲面。
可以實現加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統機床提高3～7倍。
由於計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然後按程序規定的順序自動去執行，從而實現自動化。數控機床只要更換一個程序，就可實現另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現了"柔性自動化"。
加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要"修配"。
可實現多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。
擁有自動報警、自動監控、自動補償等多種自律功能，因而可實現長時間無人看管加工。
由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節省了勞動力（一個人可以看管多台機床），減少了工裝，縮短了新產品試製周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等。
以上這些優越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數控化還是推行FMC（柔性製造單元）、FMS（柔性製造系統）以及CIMS（計算機集成製造系統）等企業信息化改造的基礎。數控技術已經成為製造業自動化的核心技術和基礎技術。
宏觀看改造的必要性
宏觀上看，工業發達國家的軍、民機械工業，在70年代末、80年代初已開始大規模應用數控機床。其本質是，採用信息技術對傳統產業（包括軍、民機械工業）進行技術改造。除在製造過程中採用數控機床、FMC、FMS外，還包括在產品開發中推行CAD、CAE、CAM、虛擬製造以及在生產管理中推行MIS（管理信息系統）、CIMS等等。以及在其生產的產品中增加信息技術，包括人工智慧等的含量。由於採用信息技術對國外軍、民機械工業進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統產業方面比發達國家約落後20年。如我國機床擁有量中，數控機床的比重（數控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達20.8％，因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了機床數控化改造的必要性。
