Pe baza tipurilor de piese discutate anterior potrivite pentru prelucrarea CNC, materialele care pot fi prelucrate se încadrează în trei categorii principale: metale, ne-metale și materiale compozite:
Metalele
Această categorie include metale feroase, cum ar fi oțel carbon, oțel aliat, oțel inoxidabil și fontă, precum și metale neferoase precum aliajele de aluminiu, alama, cupru și aliajele de titan; aceste materiale îndeplinesc cerințele de prelucrare pentru marea majoritate a pieselor mecanice de precizie.
Ne-metale
Acestea includ materiale convenționale ne-metalice, cum ar fi acril, lemn și MDF, precum și materiale plastice de inginerie precum POM, PA, ABS, bachelită și plăci epoxidice; acestea sunt potrivite pentru fabricarea articolelor precum prototipuri și componente izolatoare.
Materiale compozite
Această categorie cuprinde materiale precum foile din fibră de carbon, fibra de sticlă și piatra artificială; prin combinarea avantajelor diferitelor materiale constitutive, acestea sunt frecvent utilizate pentru prelucrarea pieselor în sectoare specializate precum aerospațiale și decorarea arhitecturală.