CNC-fræseren er en typisk type CNC-værktøjsmaskine, og dens grundlæggende konfiguration følger de generelle strukturelle principper for sådanne maskiner. Nøglefunktionelle komponenter omfatter CNC-styreenheden, spindel, arbejdsbord, maskinseng/søjle og føringsveje. Mekanisk består en typisk CNC-fræser af flere hoveddele: basiskomponenterne, hoveddrivsystemet, fremføringsdrivsystemet, roterende arbejdsbord og andet mekanisk tilbehør.
Der er to primære strukturelle designs til maskinsengen: portaltypen og den vertikale bearbejdningscenterkonfiguration. Begge har rationelle layouts og høj stivhed; basen er udstyret med justeringsbolte for at lette nivelleringen. Fræsehovedkonstruktionen omfatter en motor og en spindel; spindeldrevet bruger typisk en børsteløs motor, servomotor eller høj-indbygget-spindelmotor. Spindlen understøttes af høj-præcisionslejer for at sikre rotationsnøjagtighed og stivhed og er udstyret med en hurtig værktøjs-skiftemekanisme. Ydermere udgør fræsehovedenheden en del af den vertikale fremføringsdrivlinje.
Arbejdsbordet og sadlen er understøttet af løfteplatformens vandrette føringer. Arbejdsbordets langsgående fremføring drives af en servomotor monteret i højre ende, hvilket opnår lineær bevægelse via en kugleskruesamling; høj-præcision lineære styrebaner bruges til sadlens langsgående og tværgående styreflader. Hæveplatformen driver sadlen til tværgående fremføringsbevægelse ved at bruge et transmissionsprincip, der er identisk med arbejdsbordets langsgående fremføring.
CNC-systemet fungerer som maskinens kernekontrolenhed. Fælles mærker omfatter FANUC (Japan), Heidenhain (Tyskland), Syntec og Baoyuan (Taiwan), samt GSK og KND (Kina). Kølesystemet-bestående af en kølevæskepumpe, tilførsels- og returrør, kontakter og dyser-afkøler skærezonen. Smøresystemet anvender en automatisk oliepumpe til at levere smøremiddel til spindelbøsningen, føringsvejene og kugleskruerne via en oliefordeler.
De roterende cylindriske multi-rillefræsere, der bruges i CNC-fræsning, er typisk kendt som endefræsere; de er i stand til at bevæge sig langs forskellige akser og bruges til at bearbejde funktioner såsom smalle hulrum, slidser og ydre konturer. Værktøjsmaskiner, der bruges til fræseoperationer, er kendt som fræsemaskiner; CNC-fræsemaskiner refererer generelt til CNC-bearbejdningscentre. Fræseoperationer-som omfatter både manuel og CNC fræsning-udføres i maskinværksteder.
CNC-fræsemaskiner har alle bearbejdningsmulighederne for konventionelle fræsemaskiner, men kan også bearbejde komplekse funktioner såsom plane hulrum, ydre konturer og rumlige buede overflader.
CNC-fræsningsprocessen er typisk opdelt i faser som f.eks. skrubbearbejdning, semi-bearbejdning og efterbearbejdning.
