מכונות תפירה ממוחשבות פועלות על פי אותם עקרונות יסוד כמו מכונות תפירה רגילות, תוך שימוש במערכת תנועה X-Y-Z. על ידי שילוב מכונות תפירה עם מערכת בקרה ממוחשבת, מכונות אלו יכולות לבצע מגוון רחב של תבניות מורכבות המתוכנתות על פני מישור הקואורדינטות בדיוק גבוה.
ציר ה-X וה-Y שולטים בתנועת ראש התפירה, בעוד שציר ה-Z- שולט בפעולת התפירה בפועל.
(1) תנועת ציר Z-: ראש התפירה ובסיס המכונה פועלים באופן סינכרוני, מונעים על ידי מנועי צעד.
(2) תנועת ציר X-: ראש התפירה זז לרוחב (שמאלה וימין).
(3) תנועת ציר Y-: ראש התפירה נע לאורך (קדימה ואחורה).
התנועה מתואמת על ידי מחשב תעשייתי באמצעות כרטיס בקרת תנועה וכונני תדר משתנה; המערכת משתמשת בטכנולוגיית הנעה ללא פיר כדי להבטיח פעולה יציבה לטווח ארוך-.