在CNC工具機中，坐標系的定義遵循右手直角坐標系規則。以下是CNC工具機坐標系的方向定義：
X軸：定義為橫向軸，正方向通常是從工具機正面看向右側。在單立柱銑床上，面對刀具主軸向立柱方向看，其右運動的方向為X軸的正方向。
Y軸：定義為縱向軸，正方向通常是從工具機正面看向前方。在極坐標系中，Y軸對應於B軸。
Z軸：定義為豎直軸，正方向是從工具機頂部向上。Z軸與主軸軸線重合，刀具遠離工件的方向為正方向。在極坐標系中，Z軸對應於A軸。
旋轉軸：圍繞X、Y、Z軸的旋轉坐標軸分別用A、B、C表示。根據右手螺旋定則，A軸為繞Z軸逆時針旋轉，B軸為繞Y軸順時針旋轉，C軸為繞X軸逆時針旋轉。
在編程時，通常假定工件相對靜止，而刀具在移動。增大刀具與工件距離的方向被定義為各坐標軸的正方向。這些定義確保了編程人員在不需要考慮工具機上工件與刀具具體運動的情況下，能夠依據零件圖樣確定工具機的加工過程。