Piesele frezate CNC pot fi fabricate dintr-o varietate de materiale, în funcție de cerințele produsului final. În sectorul metalurgic, aluminiul, oțelul și oțelul inoxidabil sunt printre cele mai frecvent utilizate materiale. Aluminiul este adesea ales pentru greutatea sa redusă, prelucrabilitatea bună și rezistența la coroziune, în timp ce oțelul este preferat pentru duritatea și rezistența sa. Oțelul inoxidabil este deosebit de potrivit pentru aplicațiile care necesită o rezistență ridicată la coroziune, cum ar fi în tehnologia medicală sau în industria alimentară.
În plus față de metale, materialele plastice precum POM (polioximetilenă), ABS sau PTFE (teflon) sunt, de asemenea, foarte solicitate. Acestea sunt adesea utilizate în aplicații în care sunt necesare o construcție ușoară, izolație electrică sau rezistență chimică. Materialele speciale precum Inconel sau titanul, care pot rezista atât la temperaturi ridicate, cât și la sarcini mecanice extreme, sunt utilizate pentru aplicații deosebit de solicitante, cum ar fi în industria aerospațială.