As peças fresadas CNC podem ser fabricadas a partir de uma variedade de materiais, consoante os requisitos do produto final. No sector do metal, o alumínio, o aço e o aço inoxidável estão entre os materiais mais utilizados. O alumínio é frequentemente escolhido pelo seu peso leve, boa maquinabilidade e resistência à corrosão, enquanto o aço é preferido pela sua dureza e resistência. O aço inoxidável é particularmente adequado para aplicações que exigem uma elevada resistência à corrosão, como na tecnologia médica ou na indústria alimentar.
Para além dos metais, os plásticos como o POM (polioximetileno), o ABS ou o PTFE (Teflon) são também muito procurados. São frequentemente utilizados em aplicações que requerem uma construção leve, isolamento elétrico ou resistência química. Os materiais especiais, como o Inconel ou o titânio, que suportam temperaturas elevadas e cargas mecânicas extremas, são utilizados em aplicações particularmente exigentes, como na indústria aeroespacial.