CNC машините виртуално могат да заместят всякакъв вид ръчни машини за обработка на материали, като хоризонталните фрези например. Тези от най-висок клас (5-аксиалните машини) имат две оси в повече от нормалните три оси (X, Y и Z). Хоризонталните фрези имат също така C- или Q-ос, позволявайки хоризонтално монтирания материал да бъде въртян. Петата ос (B-оста) управлява накланянето на инструмента. Когато всички тези оси се използват в комбинация, значително сложни геометрии, дори органични такива като човешка глава, могат да бъдат създадени относително лесно с помощта на CNC машините. Но възможностите за програмиране на такива геометрии са извън способностите на повечето хора. Ето защо 5-аксиалните CNC машини на практика винаги се програмират с CAM софтуер.
CNC машината се състои от две основни части: самата машина и системата за контрол на движението.
Системата за контрол на движението се състои от компютърна система и пулт за управление (управляваща система). Пултът за управление може да съдържа ключ на захранването, регулатор на скоростта на въртене на шпиндел мотора, бутон за аварийно изключване, куплунг за свързване към компютър, куплунги за контрол на осите, ограничителен куплунг и контролен куплунг за шпиндел мотора и други контролни и интерфейсни елементи. Пултът за управление получава команди от компютърната система, като по този начин се контролира движението на моторите и изпълнението на желаната обработка.
Самата машина е изградена от следните части: основа, носеща повърхност, поставка, поддържаща шейна (каретка), насочващи ролки, лагерна трансмисия, шпиндел мотор (или гравираща глава), стъпков мотор (или сервомотор) и други компоненти. Гравиращата глава се поставя на поддържащата шейна.