数控机床操作系统是数控机床的重要组成部件，是操作人员与数控机床（系统）进行交互的工具，操作人员可以通过它对数控机床（系统）进行操作、编程、调试、对机床参数进行设定和修改，还可以通过它了解、查询数控机床（系统）的运行状态，是数控机床特有的一个输入、输出部件。
主要有显示装置、NC键盘（功能类似于计算机键盘的按键阵列）、机床控制面板（MACHINE CONTROL PANEL，简称MCP）、状态灯、手持单元等部分组成。

组成部分

显示装置
数控系统通过显示装置为操作人员提供必要的信息。根据系统所处的状态和操作命令的不同，显示的信息可以是正在编辑的程序、正在运行的程序、机床的加工状态、机床坐标轴的指令/实际坐标值、加工轨迹的图形仿真、故障报警信号等。

较简单的显示装备只有若干个数码管，只能显示字符，显示信息也有限；较高级的系统一般配有CRT显示器或点阵式液晶显示器，一般能显示图形，显示的信息较为丰富。

NC键盘
NC键盘包括MDI键盘及软键功能键等。

MDI键盘
一般具有标准化的字母、数字和符号（有的通告上档键实现），主要用于零件程序的编辑，参数输入，MDI操作及管理等。

功能键一般用于系统的菜单的操作。

机床操作面板（MCP）

机床控制面板集中了系统的所有按钮（故可称为按钮站），这些按钮用于直接控制机床的动作或加工过程，如启动、暂停零件程序的运行，手动进给坐标轴，调整进给速度等。

手持单元

手持单元不是操作面板的必需件，有些数控系统为方便操作人员使用配有手持单元，用于手摇方式增量进给坐标轴。

手持单元一般由手摇脉冲发生器MPG、坐标轴选择开关等组成。