Das CNC-Fräsen eignet sich für eine Vielzahl von Materialien, darunter sowohl metallische als auch nicht{0}metallische Materialien.
Zu den gängigen Metallmaterialien gehören Aluminiumlegierungen, Edelstahl, Kohlenstoffstahl und Titanlegierungen. Aluminiumlegierungen gehören aufgrund ihres geringen Gewichts und der einfachen Bearbeitbarkeit zu den am häufigsten verwendeten Materialien. Titanlegierungen werden häufig in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt; Obwohl sie schwieriger zu bearbeiten sind, bieten sie eine bessere Leistung.
Im nichtmetallischen Bereich werden auch häufig Kunststoffe (wie ABS und Nylon), Verbundwerkstoffe und technische Kunststoffe beim CNC-Fräsen verwendet, insbesondere beim Prototyping und bei der Herstellung leichter Produkte.
