CNC-Werkzeugmaschinen sind so vielseitig und dynamisch wie die Vielzahl der von ihnen hergestellten Produkte. Die meisten CNC-Maschinen arbeiten jedoch in zwei Rahmen: einem offenen oder einem geschlossenen System.
Bei CNC-Systemen mit offenem Regelkreis entwickelt der Bediener die computergestützte numerische Steuerung für die jeweilige Aufgabe und generiert den G-Code oder die Arbeitsdatei mithilfe einer CAD-Software (Computer Aided Design). Der Computer leitet dann die entsprechenden Schritte an die Steuerung und die angeschlossenen Servomotoren weiter.
Diese Motoren manipulieren Schneidwerkzeuge wie Drehmaschinen oder Schleifmaschinen entlang mindestens zweier Achsen (X und Y). Bei High-End-CNC-Maschinen lässt sich die Vielseitigkeit und Genauigkeit jedoch noch steigern, indem CNC-Fräsen und anderes Zubehör um mehrere zusätzliche Achsen bewegt werden.
CNC-Systeme mit geschlossenem Regelkreis liefern dem Monitor Rückmeldungsdaten, um Inkonsistenzen zu beheben, während sich CNC-Maschinen um das Material bewegen. Diese Motor-Monitor-Kommunikation ermöglicht es geschlossenen Systemen, die Geschwindigkeit, Position und Vorschubgeschwindigkeit von Drehmaschinen und anderen CNC-Werkzeugmaschinen in Echtzeit zu ändern.