3-teljeline CNC-mehaaniline töötlemine on üks enim kasutatavaid töötlemistehnikaid. Protsessi ajal töötab pöörlev lõikur piki x-telge, y-telge ja z-telge. See on suhteliselt lihtne CNC-töötlusmeetod ja seda saab kasutada lihtsa konstruktsiooniga toodete jaoks, kuid 3-teljelised CNC-töötlusosad ei sobi keeruka geomeetrilise kujuga osade või alamkoostudega osade jaoks.