Một trong những lợi ích lớn nhất của gia công CNC số lượng nhỏ là tốc độ phát triển sản phẩm nhanh hơn. Các kỹ sư có thể nhanh chóng chuyển đổi thiết kế kỹ thuật số thành các bộ phận thực tế, thử nghiệm, chỉnh sửa và đặt hàng các phiên bản cập nhật mà không cần chờ thay đổi công cụ. Điều này rút ngắn chu kỳ phát triển và giúp sản phẩm nhanh chóng ra thị trường.

Một lợi ích quan trọng khác là giảm rủi ro đầu tư. Nếu khách hàng không chắc chắn liệu sản phẩm có bán chạy hay không, hoặc liệu thiết kế có thay đổi hay không, thì việc sản xuất một lô nhỏ trước sẽ an toàn hơn nhiều. Điều này tránh được tình trạng tồn kho quá mức, giảm lãng phí và giúp quản lý dòng tiền dễ dàng hơn.

Gia công số lượng nhỏ cũng hỗ trợ việc tùy chỉnh. Một số ngành công nghiệp cần các kích thước, phiên bản hoặc biến thể thiết kế khác nhau với số lượng nhỏ. Gia công CNC rất phù hợp cho việc này vì các chương trình có thể được điều chỉnh mà không cần phải xây dựng lại toàn bộ hệ thống sản xuất.

Nhiều ngành công nghiệp dựa vào gia công CNC với số lượng nhỏ. Trong lĩnh vực robot và tự động hóa, các công ty thường cần các giá đỡ, vỏ, khớp nối, đồ gá và các bộ phận liên quan đến chuyển động được chế tạo riêng với số lượng nhỏ trong quá trình phát triển máy móc. Trong thiết bị y tế, các bộ phận nguyên mẫu và các bộ phận sản xuất với số lượng hạn chế thường cần thiết cho việc thử nghiệm và xác minh thiết kế.

Trong ngành điện tử, gia công cơ khí số lượng nhỏ được sử dụng cho vỏ máy, tản nhiệt, khung và các linh kiện kết nối. Trong ngành hàng không vũ trụ và thiết bị công nghiệp, các bộ phận chuyên dụng có thể được yêu cầu với số lượng ít do ứng dụng phức tạp hoặc nhu cầu hàng năm thấp hơn. Ngay cả các sản phẩm tiêu dùng cũng có thể sử dụng gia công CNC số lượng nhỏ trong giai đoạn phát triển ban đầu trước khi chuyển sang sản xuất quy mô lớn hơn sau này.

Những ví dụ này cho thấy sản xuất số lượng nhỏ không chỉ dành cho nguyên mẫu. Trong nhiều trường hợp, đây còn là giải pháp lâu dài thiết thực cho các bộ phận chuyên dụng.