为了确定数控机床的运动方向，移动距离，就要在数控机床上建立一个坐标系，称为机械坐标系或机床坐标系，机械坐标系是机床制造商在出厂时，已设置的一个坐标。在编制程序时，以机械坐标系来作为工件确定运动方向和距离的坐标系，从而与数控机床建立了坐标关系。供编程使用的坐标系，称为工件坐标系或编程坐标系，为使编程人员在不知道是“刀具移近工件”，还是“工件移近刀具”的情况下，就可以根据图纸确定机床加工过程，所以在编程中，为使编程方便，一律假定工件固定不动，刀具运动的坐标系来进行编程。数控机床的坐标系是采用右手直角笛卡儿坐标系，如图1所示。
图1笛卡儿坐标系
Z坐标定义为平行机床主轴的坐标轴，其正方向规定为从工件台到刀具夹持的方向，即刀具远离工件的运动方向。
X坐标为水平的、垂直于工件装夹平面的坐标轴，其正向一般规定为操作人员面向机床时右侧为正X方向。
Y坐标垂直于X、Z坐标轴，其正方向则根据X和Z轴按右手法则来确定。
