בהתבסס על סוגי החלקים שנדונו קודם לכן המתאימים לעיבוד CNC, החומרים הניתנים לעיבוד מתחלקים לשלוש קטגוריות עיקריות: מתכות, מתכות שאינן- וחומרים מרוכבים:
מתכות
קטגוריה זו כוללת מתכות ברזליות כגון פלדת פחמן, פלדת סגסוגת, נירוסטה וברזל יצוק, וכן מתכות לא-ברזליות כמו סגסוגות אלומיניום, פליז, נחושת וסגסוגות טיטניום; חומרים אלה עומדים בדרישות העיבוד של הרוב המכריע של החלקים המכניים המדויקים.
לא-מתכות
זה כולל חומרים רגילים לא-מתכתיים כגון אקריליק, עץ ו-MDF, כמו גם פלסטיקה הנדסית כמו POM, PA, ABS, בקליט ולוחות אפוקסי; אלה מתאימים לייצור פריטים כגון אבות טיפוס ורכיבי בידוד.
חומרים מרוכבים
קטגוריה זו כוללת חומרים כגון יריעות סיבי פחמן, פיברגלס ואבן מהונדסת; על ידי שילוב היתרונות של חומרים מרכיבים שונים, הם משמשים לעתים קרובות לעיבוד חלקים במגזרים מיוחדים כמו תעופה וחלל וקישוט אדריכלי.
