כלי מכונה בקרה דיגיטלית, הידוע בכינויו כלי מכונת CNC; זהו כלי מכונה אוטומטי המשתמש בתכנות מערכת ובתוכניות אחרות לשליטה. ההבדל הגדול ביותר בין סוג זה של כלי מכונה לכלי מכונות רגילים הוא שכל עוד התוכנית מוגדרת, הכלי יכול לפעול בכוחות עצמו ללא צורך בהפעלה ידנית.
שנית, לכלי מכונת CNC יש מגוון רחב של ישימות, הדורשים רק שינויים מתאימים להוראות תוכנית שונות לעיבוד חלקי עבודה שונים; בהשוואה לכלי מכונות רגילים, לכלי CNC יש גמישות ודיוק גבוהים יותר. עיבוד תוכניות ממוכן הופך את כלי מכונת CNC למתאימים יותר לעיבוד אצווה של חלקים בינוניים וקטנים ברמת דיוק גבוהה, תוך השגת יתרונות כלכליים גבוהים יותר.
ההרכב של כלי מכונת CNC כולל רכיבים מכניים כמו המיטה, העמוד, הציר ושולחן העבודה. רכיבים מכניים אלו מוזזים וממוקמים במדויק באמצעות שליטה של התקני CNC, ובכך משיגים תהליכי חיתוך שונים. התקן ההנעה של כלי מכונת CNC כולל יחידת הנעת ציר, יחידת הזנה, מנוע ציר ומנוע הזנה. תחת שליטה של התקן CNC, התקן ההנעה משיג הנעת ציר והזנה באמצעות מערכת סרוו חשמלית או אלקטרו-הידראולית. כאשר מספר משובים מקושרים, ניתן להשלים את העיבוד של מיקום, קווים ישרים, עקומות מישוריות ועקומות מרחביות. כמובן, כמה כלי מכונת CNC יכולים גם להחליף את ראש חמשת הצירים, עריסה של חמשת הצירים והשולחן הסיבובי לעיבוד עזר, ולהשיג תוצאה כפולה במחצית המאמץ.
לכלי מכונת CNC יש את המאפיינים של דיוק עיבוד גבוה, הצמדה מרובת קואורדינטות, צורות עיבוד מורכבות, חיסכון בזמן הכנת ייצור, פרודוקטיביות גבוהה ודרגה גבוהה של אוטומציה. בנוסף, ישנם סוגים שונים של מכונות CNC, כגון מכונות כרסום CNC, מחרטות CNC, מכונות השחזה CNC וכו', הניתנות לבחירה בהתאם לצרכי עיבוד שונים.