I pezzi fresati CNC possono essere realizzati con diversi materiali, a seconda dei requisiti del prodotto finale. Nel settore dei metalli, l'alluminio, l'acciaio e l'acciaio inossidabile sono tra i materiali più utilizzati. L'alluminio viene spesso scelto per la sua leggerezza, la buona lavorabilità e la resistenza alla corrosione, mentre l'acciaio è preferito per la sua durezza e resistenza. L'acciaio inossidabile è particolarmente adatto per le applicazioni che richiedono un'elevata resistenza alla corrosione, come ad esempio nella tecnologia medica o nell'industria alimentare.
Oltre ai metalli, anche le materie plastiche come POM (poliossimetilene), ABS o PTFE (teflon) sono molto richieste. Sono spesso utilizzati in applicazioni che richiedono leggerezza, isolamento elettrico o resistenza chimica. Materiali speciali come l'Inconel o il titanio, in grado di resistere a temperature elevate e a carichi meccanici estremi, sono utilizzati per applicazioni particolarmente impegnative, come nell'industria aerospaziale.