מכונות עיבוד שבבי ב-3 צירים נפוצות מאוד מאחר והן מאפשרות להכין מגוון רחב של צורות. במהלך תהליך העיבוד, חומר הגלם מקובע על גבי שולחן העבודה ונשאר ללא תנועה. החומר העודף מוּסָר מחומר הגלם באמצעות כלי חיתוך מיוחדים שנעים במהירות גבוהה. כלי החיתוך מחובר לזרוע שיכולה לנוע לאורך שלושת הצירים (X, Y ו-Z).
בדרך כלל נדרשים מספר סבבים של חיתוך על מנת שניתן יהיה להשיג את העיצוב הסופי של המוצר.
בשלב הראשון מתבצעת הסרה מהירה של חומר ברמת דיוק נמוכה יחסית וזאת על מנת להשיג את הצורה הכללית של המוצר. לאחר מכן מתבצע סבב גימור אחד או יותר על מנת להשיג את המוצר הסופי.
יש לציין שבעיבוד שבבי ב-3 צירים לא ניתן להגיע לכל החלקים של חומר הגלם כך שמכונות מסוג זה מאפשרות ייצור של חלקים בעלי צורות פשוטות יחסית ברמת דיוק גבוהה ובעלות נמוכה.
