Hệ thống CNC là trung tâm điều khiển của máy CNC, có thể tạo chương trình điều khiển số thông qua tương tác giữa người và máy dựa trên bản vẽ thiết kế, quy trình công nghệ và thông số quy trình. Các chương trình điều khiển số này sẽ được chuyển đổi thành xung điện để điều khiển chuyển động của hệ thống servo, từ đó vận hành toàn bộ máy CNC.
Máy điều khiển số truyền thống sử dụng đầu đọc quang điện để đọc thông tin gia công trên băng giấy nhằm gia công chi tiết. Máy điều khiển số bằng máy tính sử dụng máy tính mini làm bộ điều khiển. Nó đọc thông tin gia công từ máy tính, do đó không cần đầu đọc quang điện. Máy CNC tiên tiến có thể lập trình trên máy tính hoặc nhận thông tin từ CAPP để tự động hóa việc lập trình. Đây là nền tảng của sản xuất tích hợp máy tính.
Hệ thống CNC hiện đại thường có các chức năng sau: