В устройстве копировально-фрезерного станка основной элемент — копир. Именно он, выполненный в форме щупа, фотоэлемента или ролика, в реальном времени снимает размеры с оригинала для передачи их в копию. Равный по важности копиру режущий инструмент — фреза — методом резания придает болванке форму шаблона. Передача происходит напрямую или в масштабе через пантограф. Отдельные модификации копировально-фрезерных станков поддерживают сразу два режима передачи импульса слежения: простое действие и его аналог с обратной связью.
Все перемещения копира повторяет закрепленная с ним на одной рейке фреза, благодаря чему постепенно из болванки воспроизводится дубликат эталонной детали. При этом, различают три типа движений элементов станка в процессе копирования:
ключевые,
вспомогательные,
установочные.
Ключевыми считаются непосредственно перемещение шпинделя в пределах воспроизводимого контура эталонного образца; вспомогательными — вращение вокруг оси головки шпинделя с фрезой; установочными — перемещения считывающего элемента, стенда, болванки.
Возможности копировально-фрезерных устройств позволяют проводить на них работы по контурной и объемной фрезеровке. Соответственно, фрезеровка контура происходит в режиме исключительно продольного перемещения фрезы, а объемная — предполагает последовательные перемещения заготовки в нескольких плоскостях.
При необходимости в копии соблюсти формы оригинала, но увеличить их в масштабе, на станке активируется пантограф. В случае отсутствия штатной надстройки для масштабирования на станке, что случается в изделиях отдельных производителей, его можно собрать самостоятельно из направляющего пальца с собственной вращательной осью, закрепленного на оси вращения копирующего элемента.