CNC-työstökoneet ovat yhtä monipuolisia ja dynaamisia kuin niiden luomien esineiden määrä. Useimmat CNC-koneet toimivat kuitenkin kahdessa kehyksessä: avoimen silmukan tai suljetun silmukan järjestelmässä.
Avoimen silmukan CNC-järjestelmissä operaattori kehittää tietokoneen numeerisen ohjauksen käsillä olevaan tehtävään ja generoi g-koodin tai työtiedoston tietokoneavusteisella suunnitteluohjelmistolla (CAD). Sitten tietokone välittää oikeat vaiheet ohjaimelle ja siihen liitetyille servomoottoreille.
Nämä moottorit käsittelevät leikkaustyökaluja, kuten sorveja tai hiomakoneita, ainakin kahdella akselilla (X ja Y), vaikka huippuluokan CNC-koneet voivat lisätä monipuolisuutta ja tarkkuutta siirtämällä CNC-jyrsimiä ja muita lisävarusteita useiden lisäakseleiden ympäri.
Suljetun silmukan CNC-järjestelmät tarjoavat palautedataa näytölle epäjohdonmukaisuuksien korjaamiseksi, kun CNC-koneet liikkuvat materiaalin ympärillä. Tämän moottorin ja näytön välisen tiedonsiirron avulla suljetun silmukan järjestelmät voivat muuttaa sorvauskoneiden ja muiden CNC-työstökoneiden nopeutta, sijaintia ja syöttönopeutta reaaliajassa.