柔性制造系统主要由以下部分组成：
1、加工子系统，它是FMS的基本制造单元，由CNC机床、FMC及工具等组成，一般CNC机床均需安装自动托盘交换器(APC)。
2、物料储运子系统，包括自动化仓库、中央刀具库、无人运输小车、输送带及搬运机器人等。自动化仓库包括平面仓库和立体仓库。物料自动搬运可以选用无人运输小车、搬运机器人或传送带等。无人运输小车可以有轨，也可以无轨。搬运机器人可自动进行上、下料操作，对以车削中心组成的FMS常常由悬挂式机械手作为物料搬运工具。对于物流单向流动的FMS，可选用传送带作为物料搬运系统。随行夹具及随行工作台系统，用于传送零件及定位夹紧的载体。
3、运行控制子系统，它接收来自工厂或车间主计算机的指令并对整个FMS实行监控，实现单元层对上级(车间或其它)及下层(工作站层)的内部通信传递，对每一个标准的数控机床或制造单元的加工实行控制，对夹具及刀具等实行集中管理和控制，协调各控制装置之间的动作。另外，该子系统还要实现单元层信息流故障诊断与处理，实时动态监控系统状态变化。
4、刀具子系统，涉及刀具的订购、计划、准备、存储及管理。包括刀具室存储装置、对刀仪、刀具搬运装置、刀具组装装置及刀具控制管理计算机子系统等。
5、质量检测及监控子系统，实现在线和离线质量检测和监控。一般包括三座标测量机、测量机器人等。