数控机床工具系统分为镗铣类数控工具系统和车床类数控工具系统。它们主要由两部分组成：一是刀具部分，二是工具柄部(刀柄)、接杆(接柄)和夹头等装夹工具部分。20世纪70年代，工具系统以整体结构为主，80年代初，开发出了模块式结构的工具系统(分车削、镗铣两大类)，80年代末，开发出了通用模块式结构(车、铣、钻等万能接口)的工具系统。模块式工具系统将工具的柄部和工作部分分割开来，制成各种系统化的模块，然后经过不同规格的中间模块，组成各种不同用途、不同规格的工具。目前世界上模块式工具系统有几十种结构，其区别主要在于模块之间的定位方式和锁紧方式不同。

数控机床工具系统除具备普通工具的特性外，主要有以下要求：

①精度要求 较高的换刀精度和定位精度。

②耐用度要求 提高生产率，需要使用高的切削速度，因此刀具耐用度要求较高。

③刚度要求 数控加工常常大进给量，高速强力切削，要求工具系统具有高刚性。

④断屑、卷屑和排屑要求 自动加工，刀具断屑、排屑性能要好。

⑤装卸调整要求 工具系统的装卸、调整要方便。

⑥标准化、系列化和通用化 此“三化”便于刀具在转塔及刀库上的安装，简化机械手的结构和动作，还能降低刀具制造成本，减少刀具数量，扩展刀具的适用范围，有利于数控编程和工具管理。