三坐標測量機通過探測系統（如接觸式測頭或非接觸式測頭）獲取工件表面上點的坐標位置。它基于笛卡爾坐標系，有X、Y、Z三個互相垂直的坐標軸。當測頭接觸到工件表面的測量點時，測量機的控制系統會記錄下此時測頭在三個坐標軸方向上的位置信息，這些坐標值就代表了測量點在三維空間中的位置。簡單來說，三坐標測量機本質就是快速準確地評價尺寸數據，為操作者提供關于生產過程狀況的有用信息。

三坐標測量機一般由以下幾個部分組成：1、主機機械系統（X、Y、Z三軸或其它）；2、 測頭系統；3、 電氣控制硬件系統；4、 數據處理軟件系統（測量軟件）

三坐標測量機一般在機械、電子、儀表、塑膠等行業廣泛使用。三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的快讀有效的方法之一，因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規，并把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鐘，這是其它儀器而達不到的效果。