Een cao geldt altijd voor een bepaalde tijd, vaak voor één of twee jaar. Daarna kunnen er onderhandelingen komen tussen werkgevers en werknemers over nieuwe arbeidsvoorwaarden.

Omdat niet álle werknemers van een bedrijfstak om de tafel kunnen gaan zitten met álle werkgevers, is er vaak een tussenpersoon voor de onderhandelingen over een cao. Werkgeversorganisaties en vakbonden spelen hierin een belangrijke rol. Het CNV onderhandelt als vakbond namens zijn leden over collectieve arbeidsvoorwaarden.  CNV-leden kunnen hun mening geven en aangeven welke arbeidsvoorwaarden (bijvoorbeeld loon of mogelijkheden voor opleidingen) zij verbeterd willen hebben.

Met de voorstellen van de leden zal een vakbondsbestuurder onderhandelen met de werkgever of met de werkgeversorganisatie. Vaak wordt er meerdere keren overlegd voordat er afspraken gemaakt worden. Als de vakbond en de werkgever of werkgeversorganisatie het eens worden, dan is er een principeakkoord. De onderhandelingen kunnen ook eindigen met een onderhandelingsresultaat. Het lukt dat niet om op alle punten afspraken te maken. Het resultaat van de onderhandeling wordt dan aan de leden voorgelegd. Het overleg kan ook leiden tot een eindbod, een bod van de werkgever dat voor de vakbond niet voldoende is.

In alle gevallen zijn hierna de vakbondsleden aan het woord. Vakbondsleden kunnen aangeven of zij het akkoord ondersteunen. Als de vakbondsleden het akkoord niet ondersteunen, dan zal in nieuw overleg met de werkgever(s) geprobeerd worden om een aangepaste cao af te sluiten.

Cao-onderhandelingen kunnen soms erg lastig zijn. Werkgevers en werknemers kunnen heel andere eisen hebben, waardoor de onderhandelingen soms maanden en zelfs jaren kunnen duren. Soms is het nodig om de werkgever met acties – in het uiterste geval stakingen – onder druk te zetten.  Vakbondsleden krijgen de dagen dat gestaakt wordt, geen loon van de werkgever, maar bij de vakbond kunnen zij een uitkering uit de stakingskas ontvangen.

Algemeen verbindend verklaren
Nadat werknemers (vakbonden) en werkgevers (werkgeversorganisaties) samen een akkoord hebben bereikt over de nieuwe cao, kunnen zij de minster van Sociale Zaken en Werkgelegenheid vragen om de cao algemeen verbindend te laten verklaren. Dit heeft tot gevolg dat de cao dan geldig is voor álle werkgevers en werknemers in een bepaalde bedrijfstak, ook als deze werkgevers en werknemers geen lid zijn van een werkgeversorganisatie of vakbond. Dit heet een bedrijfstak-cao. Veel grote bedrijven hebben een eigen cao: de ondernemings-cao. Hierin staan afspraken over arbeidsvoorwaarden die voor álle werknemers binnen één bedrijf gelden.