最早的数控机床采用步进电机和液压转矩放大器（又称电液脉冲马达）作为驱动电机。功率型步进电机出现后，因为其功率较大，可直接驱动机床，使用方便，逐渐取代了电脉冲马达。

60年代初期，美国和欧洲采用液压伺服系统。同期，日本首先研制出一种新型小惯量直流伺服电机，其动态响应快，不亚于液压伺服系统，同时，用来驱动直流伺服电机的大功率晶闸管整流器的价格下降，所以在60年代中后期数控机床上普遍采用小惯量直流伺服电机。

小惯量直流伺服电机最大的特点是转速高，用于机床进给驱动时，必须使用齿轮减速箱，为了省去齿轮箱，70年代，美国盖梯茨公司首先研制成功了大惯量直流伺服电机，又称宽调速直流伺服电机，可以直接与机床的丝杠相连。目前，许多数控机床都是使用大惯量直流伺服电机。

直流伺服电机结构复杂，经常需要维修。80年代初期美国通用电气公司研制成功笼型异步交流伺服电机。交流伺服电机的优点是没有电刷，避免了滑动摩擦，运转时无火花，进一步提高了可靠性，交流伺服电机也可以直接与滚珠丝杠相互连接，调速范围与大惯量直流伺服电机相近。根据统计，欧美日近年生产的数控机床，采用交流伺服电机进行调速占80％以上，采用直流伺服电机所占比例不足20％。可以看出，采用交流伺服电机的调速系统已经成为数控机床的主要调速方法。