Neben der Konstruktion von Bauteilen mit Hilfe von CAD besteht auch häufig die Forderung, vorhandene physische Objekte in ihrer geometrischen Struktur zu erfassen und in ein rechnerinternes Datenmoell zu überführen. Diesen Prozess, der sowohl das eigentliche Digitalisieren, d.h. das Scannen des Objektes und die Erfassung der räumlichen Gestalt in Form von Raumpunkten, als auch die anschließende, auch als Flächenrückführung bezeichnete Datenaufbereitung umfasst, bezeichnet amn als Reverse Engineering. Wesentliches Anwendungsfeld ist die Erfassung von designerisch gestalteten Objekten wie sie z.B. an Autokarosserien zu finden sind. Weiterhin können damit an physischen Modellen und Prototypen manuell vorgenommene Veränderungen erfasst und in den entsprechenden Datensatz übernommen werden.

Nach der Art der Datenaufnahme beim Digitalisieren wird prinzipiell zwischen taktilen (tastenden) und non-taktilen (meist optischen) Verfahren unterschieden. Vielfach werden Mehrachsfräsmaschinen (3D- oder Fünfachsfräsmaschinen) mit Digitalisiertechnik aufgerüstet. Somit ist verfügbare Maschinentechnik sowohl für die Fräsbearbeitung als auch für die Datenaufnahme von Werkstücken einsetzbar. Die Anwendung separater Digitalisiereinrichtungen findet aber ebenso Anwendung.

Im Unterschied zum 3-Koordinatenmessvorgang werden beim Digitalisieren nicht nur diskrete Punkte in einem bestimmten Raster, sondern kontinuierlich Daten aufgenommen. Beim taktilen Digitalisieren verfügen die Taster zudem zusätzlich über 2 Freiheitsgrade gegenüber 3D-Messtastern. Die Größe und Richtung der Tasterauslenkung wird dabei zur Steuerung des Tasters verwendet. Beim taktilen Digitalisieren wird mittels eines Digitalisiertasters, der an der Tasterspitze in der Regel eine Kugel trägt, zeilenweise oder in einem anderen geeigneten Regime, das dem Fräsen angelehnt ist, das Werkstück abgetastet. Die so gewonnenen Tastermittelpunktsdaten gilt es je nach Anwendungsfall zu modifizieren. Steht die Aufgabe, die Oberflächendaten z.B. für ein CAD-System bereitzustellen, muss aus den Tastermittelpunktsdaten auf die Oberfläche "zurückgerechnet" werden. Häufig wird zudem nach digitalisierten Daten gefräst. Dabei ist es erforderlich, dass auf der Basis der Tastermittelpunktsdaten auf den aktuellen Fräserdurchmesser umgerechnet wird.

Die dazu notwendigen Berechnungsroutinen werden von kommerziellen Digitalisiersystemen bereitgestellt. Bei optischen (auch als berührungslos oder non-taktil bezeichnet) Digitalisierverfahren werden vielfach Laser-Abstandssensoren eingesetzt. Hierbei entfällt die komplizierte Berechnung der Werkstückoberflächendaten, da diese nach dem Digitalisiervorgang bereits vorliegen. Die beim berührungslosen Digitalisieren angewendeten Regime sind mit denen, wie sie beim taktilen Verfahren angewendet werden, identisch.

Ein zentrales Problem beim Digitalisieren stellt die Beherrschung der Datenmenge dar. Die erfassten Digitalisierdaten gilt es für den jeweiligen Anwendungsfall geeignet zu verdünnen.

Das Fräsen nach digitalisierten Punkten gehört zum Stand der Technik bei allen taktilen Digitalisiersystemen. Die Aufbereitung von Digitalisierdaten zu Kurven und Flächen im VDA- und IGES-Format ist insbesondere für die Modellmodifizierung innerhalb eines CAD-Systems von Bedeutung. Für diese Arbeiten ist ein hohes Maß an Erfahrungen erforderlich. Die auf der Basis von Digitalisierdaten generierten Flächen können wiederum Ausgangspunkt für die Fräsbahngenerierung mittels NC-Maschinen und für Methoden des Rapid Prototyping darstellen.