ניתן לעבד חלקים בעיבוד CNC ממגוון חומרים, כולל מתכות (כגון אלומיניום, נחושת ופלדה), פלסטיק (כגון ניילון, ABS ו-PC) וחומרים מרוכבים. לחומרים שונים יש תכונות פיזיקליות וכימיות שונות, ולכן דורשים תהליכי עיבוד וכלי חיתוך שונים. אם ניקח לדוגמה מוצרי ניילון, ניילון הוא פלסטיק הנדסי עם עמידות טובה בפני שחיקה, עמידות בפני פגיעות ועמידות בפני קורוזיה, בשימוש נרחב בייצור חלקים מכניים ורכיבים מבניים שונים. בעת עיבוד של מוצרי ניילון באמצעות עיבוד שבבי CNC, נדרש תהליך עיבוד בדרגה -על מנת להבטיח את דיוק הממדים ואיכות פני השטח של החלקים המעובדים. במקביל, בשל מקדם ההתפשטות התרמית הגבוה של ניילון, יש לקחת בחשבון גם את השפעת הטמפרטורה על מידות החלקים המעובדים במהלך העיבוד.
