数控车床的刀架是机床的重要组成部分，刀架是用于夹持切削刀具的，因此，其结构直接影响机床的切削性能和切削效率，在一定程度上，刀架结构和性能体现了数控车床的设计与制造水平。随着数控车床的不断发展，刀架结构形式不断创新，但总体来说大致可以分为两大类，即排刀式刀架和转塔式刀架。有的车削中心还采用带刀库的自动换刀装置。
排刀式刀架一般用于小型数控车床，各种刀具排列并夹持在可移动的滑板上，换刀时可实现自动定位。
转塔式刀架也称刀塔或刀台，有立式和卧式两种结构形式。具有多刀位自动定位装置，通过转塔头的旋转、分度和定位来实现机床的自动换刀动作。转塔式刀架应分度准确、定位可靠、重复定位精度高、转位速度快、夹紧剐性好，以保证数控车床的高精度和高效率。有的转塔式刀架不仅可以实现自动定位，还可以传递动力。目前，两坐标联动车床多采用12工位的转塔式刀架，也有采用6工位、8工位、10工位转塔式刀架的。转塔式刀架在机床上的布局有两种形式：一种是用于加工盘类零件的转塔式刀架，其回转轴垂直于主轴；另一种是用于加工轴类和盘类零件的转塔式刀架，其回转轴平行于主轴。
四坐标控剞的数控车床的床身上安装有两个独立的滑板和转塔式刀架，故称为双刀架四坐标数控车床。其中，每个刀架的切削进给量是分别控制的，因此，两刀架可以同时切削同一工件的不同部位，既扩大了加工范围，又提高了加工效率。四坐标数控车床结构复杂，且需要配置专门的数控系统，实现对两个独立刀架的控制，适合加工曲轴、飞机零件等形状复杂、批量较大的零件。