伺服系统按控制方式可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统三种。

在闭环和半闭环伺服系统中，根据输入比较的信号形式以及反馈检测方式，又可分为相位比较伺服系统，幅值比较伺服系统和数字、脉冲比较伺服系统。

数控机床伺服系统可分为步进电动机伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系统等。

1）步进电动机伺服系统

步进式伺服系统是典型的开环位置伺服系统。其执行元件是步进电动机，它受驱动控制电路的控制，将进给脉冲信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并且通过齿轮和丝杠螺母副带动工作台移动。由于该系统没有位置和速度反馈检测环节，它的精度较差，速度也受到步进电动机性能的限制。但它的结构和控制最简单，容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合，仍具有一定的使用价值。

2）直流伺服系统

直流伺服系统常用的伺服电动机有小惯量直流伺服电动机和永磁直流伺服电动机。小惯量伺服电动机最大限度地减少了电动机的转动惯量，所以能获得最好的快速性。在早期的数控机床上应用较多，现在也有应用。

永磁直流伺服电动机能在较大过载转矩下长时间工作以及电动机的转子惯量较大，能直接与丝杠相连而不需中间传动装置。自20世纪70年代至80年代中期，这种直流伺服系统在数控机床上占绝对统治地位。永磁直流伺服电动机的缺点是有电刷，限制了转速的提高，一般额定转速为1000r/min-1500r/min，而且结构复杂，价格较贵。

3）交流伺服系统

交流伺服系统使用交流异步电动机（一般用于主轴伺服电动机）和永磁同步伺服电动机（一般用于进给伺服电动机）。由于直流伺服电动机存在着一些固有的缺点，使其应用环境受到限制。交流伺服电动机没有这些缺点，且转子惯量较直流电动机小，使得动态响应好。另外，在同样体积下，交流电动机的输出功率可比直流电动机提高10%-70%。还有交流电动机的容量比直流电动机大，可以达到更高的电压和转速。因此，从20世纪80年代后期开始，大量使用交流伺服系统，目前有些国家已全部使用交流伺服系统。

1）进给伺服系统

进给伺服系统是一般概念的伺服系统，它包括速度控制环和位置控制环。进给伺服系统完成各坐标轴的进给运动，具有定位和轮廓跟踪功能，是数控机床中要求最高的伺服控制。

2）主轴伺服系统

严格来说，一般的主轴控制只是一个速度控制系统。主要实现主轴的旋转运动，提供切削过程中的转矩和功率，且保证任意转速的调节，完成在转速范围内的无级变速。具有C轴控制的主轴与进给伺服系统一样，为一般概念的位置伺服控制系统。

此外，刀库的位置控制是为了在刀库的不同位置选择刀具，与进给坐标轴的位置控制相比，性能要低得多，故称为简易位置伺服系统。

1）电液伺服系统

2）电气伺服系统