CNC-freesimine sobib mitmesuguste materjalide, sealhulgas nii metalliliste kui ka mitte{0}}metalliliste materjalide jaoks.
Levinud metallimaterjalide hulka kuuluvad alumiiniumisulamid, roostevaba teras, süsinikteras ja titaanisulamid. Alumiiniumsulamid on nende kerge kaalu ja lihtsuse tõttu kõige sagedamini kasutatavad materjalid. Titaanisulameid kasutatakse sageli lennunduses; kuigi neid on raskem töödelda, pakuvad need suurepärast jõudlust.
Mittemetallilises valdkonnas kasutatakse CNC-freesimisel sageli ka plastmassi (nagu ABS ja nailon), komposiitmaterjale ja tehnilisi plastmassi, eriti prototüüpide ja kergete toodete valmistamisel.
