机械故障是指机械系统（零件、组件、部件、整台设备的组合）因偏离其设计状态而丧失部分和全部功能的现象。

数控机床在运行过程中，会产生零件传动方面的故障：机械零部件受到力、热摩擦及磨损等多种因素的作用，使传动副之间的间隙加大，使运动件间的连接松动，产生相互撞击、振动，直接影响机床的传动精度和工件的加工质量，严重时将会损坏零部件等，这些都属于零件传动方面的故障。机床运行过程中还会产生功能型故障：由于机械结构不合理，结构变形，造成传动件表面剥落、裂纹、变形、不平衡、不对中、接触不良等，致使执行机构不能完成功能任务或达不到质量要求。在操作过程中也会出现不正常现象：例如主轴变速没有高速或低速，主轴震动引起工件加工表面变粗糙；主轴卡不紧工件或刀具；工件在运行中飞出，工件加工尺寸有误等。大多数机械故障是比较稳定的，当然也有少数情况是时而出现时而不出现的。