เครื่องกลึง CNC แนวตั้งใช้สำหรับแปรรูปชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางและน้ำหนักที่ค่อนข้างใหญ่ หรือชิ้นงานที่ติดตั้งบนเครื่องกลึงแนวนอนได้ยาก แกนของแกนหมุนตั้งฉากกับระนาบแนวนอน และชิ้นงานติดตั้งบนโต๊ะหมุนแนวนอน โต๊ะทำงานขับเคลื่อนการเคลื่อนที่หลักของการหมุน การเคลื่อนที่ของฟีดเกิดขึ้นได้จากเสาเครื่องมือแนวตั้งและเสาเครื่องมือด้านข้าง
เครื่องกลึง CNC แนวตั้งยังใช้ในการประมวลผลชิ้นงานขนาดใหญ่และหนักที่มีขนาดแนวรัศมีใหญ่และขนาดแนวแกนที่ค่อนข้างเล็กและมีรูปร่างที่ซับซ้อนเช่น ผิวทรงกระบอก ผิวปลาย ผิวกรวย รูทรงกระบอก รูเรียว ฯลฯ ของชิ้นงานดิสก์ ล้อ และปลอกต่างๆอุปกรณ์เพิ่มเติมยังสามารถใช้สำหรับการกลึงเกลียว การกลึงทรงกลม การกำหนดรูปร่าง การกัด และการเจียร
เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกลึงแนวนอน ชิ้นงานจะถูกยึดไว้บนพื้นผิวการยึดของเครื่องกลึงแนวนอน แกนของเครื่องกลึง CNC แนวตั้งถูกจัดวางในแนวตั้ง และโต๊ะทำงานอยู่ในระนาบแนวนอน จึงสะดวกกว่าในการยึดและปรับตำแหน่งชิ้นงาน การจัดวางแบบนี้ช่วยลดภาระของแกนและตลับลูกปืน ดังนั้น เครื่องกลึง CNC แนวตั้งจึงรักษาความแม่นยำในการทำงานได้นานขึ้น
