三坐标测量仪可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统 ( 如光学尺 ) 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。

    几十年以前，三坐标测量仪在工业界仅是极少人知道的。自从60年代起，由于电子、计算机及传感器等技术的发展，三坐标测量仪的功能及应用，也改善了许多，使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。因此质量管理部门可以对工件的尺寸、几何形状及轮廓等测量达到快速且精确。1921—1930年代间，由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做Z轴方向的测量。1940年首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方式的三坐标测长仪。1950至1960年间才真正制造出三坐标测量机，但仍沿用肉眼读出方式，因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。1960年后，英国国家工程实验所及国家物理实验所共同研究出使用线性光栅式及莫瑞条纹来编码，这就是今日所用三坐标测量仪数值读出方式，目前各轴移动最小读数可达0.001 mm，然后再配合计算机应用。由于计算机软件的设计为交谈式，故在使用上十分方便，因而三坐标测量仪的使用，已为现代工业测量不可或缺的利器。

从机械上讲，坐标测量机（三次元）的优点有： 
 
1、科技进步的关键－－坐标测量机因为科学技术的进步，使得坐标测量机实用化，并具备多种测量功能。科技进步的关键如下：气浮轴承，各坐标轴移动面使用气浮轴承，使得测头移动顺畅，可以很精确得移动测头；光学线性尺，配合安装于机器坐标系上的三线光学线性尺，可以很精确得获得坐标测量值；电脑设备，坐标测量机采用计算法获得测量结果，数据处理机及所具备的测量软体，增加了坐标测量机的功能。因为上述三项的科技进步成果，使坐标测量机具备了优越的测量功能。

2、坐标测量机的优点如下：

          Ａ、探测头可以在空间沿Ｘ、Ｙ、Ｚ三个轴向移动，其们置以直角标或极坐标表示。

          Ｂ、工件立方体的五个面皆可测量，无需变换工件位置，若加装适当夹具及特殊测头，第六面亦可测量。

          Ｃ、坐标测量机的操作和测量工作，不需要特殊的技术即可胜任

          Ｄ、可以在任何的位置，设定工作坐标系原点，并且以间接主算法计算出测量结果，增加测量的功能与使用弹性。

          Ｅ、以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值，配合教导程式使坐标测量机的测理工作自动化。

          Ｆ、取代传统测量方式，提高检验准确度，并且对于高精度产品，可以百分之百检验。

          Ｇ、复杂的工件与测量困难度高的工件，皆可以作精确的测量。

          Ｈ、大幅减小检验时间、检验费用、检验人力，增加测量效率。

坐标测量机的型式可分为：  

1、直角坐标系：包括画线机、悬臂式、桥架式；

2、关节坐标系：关节坐标测量机采用差节坐标系，此型测量同测头沿工件表面移动，会导至关节角度的变化，由解码器测知各轴的角位移，由关节坐标的齐次转换式，可以经由各轴移量。

    市场上的叫法一般有：影像式三次元, CNC三次元,影像三次元,经济型三次元,光学影像测量仪,龙门型三次元,CNC全自动大行程三次元,非接触三次元,光学三坐标测量机,三坐标测量仪,三维坐标，光学三次元,探针型三次元,经济型手动三次元测量机,高精度全自动三次元测量机,计量型三次元测量机,三次元测量机,二次元测量仪,三次元测量仪,三次元,活动桥式三次元测量机,固定桥式三次元测量仪。

    其实三次元按是否接触工件表面即可分为：接触式坐标测量机与非接触式坐标测量机。接触式坐标测量机也就以上介绍带气浮轴承和测头的，非接触式坐标测量机是指我们现在市场称为影像式精密测绘三次元。其功能一般有：

    1、CNC电动桌面：（以软件功能控制工作台面，增加操作人员使用及操作上的方便性）

    2、CNC自动测量：可按客户自行设定的程序自动测量出产品尺寸，测量值可自动转到Excel生成统计报表。

    3、SPC数据转换（制程能力分析）：能将测量之数据输出至Excel进行分析。

    4、AutoCAD中标准工程制图输入：可把AutoCAD中的标准工程制图直接输入到测绘仪软件的影像中，令AutoCAD工程图兴实际工件外形重迭进行对比，从而找出工件和工程制图的区别。

    5、图形输出到AutoCAD并自动摆正：可将按实时影像中按实际工件外形所描绘的图形按实际需要来自行设定基准并在传输过程中摆正。

    6、自动取线、取圆：无须以人工取线或圆，在某一范围内软件可自动捕捉到最精确的线或圆。

    7、扫描工件外形作为行动地图：以图原点（外形图）形式成为行动地图,若以鼠标则工作台会自动将你所点击的移动至画面中心点。

    8、JPEG图片输入：可输入先前拍照储存的JPEG图片兴实时影像中的实际工件进行重迭对比。

    9、乌瞰图：可观察工件的全图形并具有类似AutoCAD的缩放功能。

    10、在乌瞰全视图中进行标注：可以在乌瞰的全图中进行标注尺寸。

    11、自定义圆：可按客户需要自定义标准的图（由客户自行定义圆的圆心坐标、直径、半径）。再以标准的圆和影像中的工件作重迭对比，从而找到工件与标准图形之间的误差。

    12、自定义线段：客户自行定义线段的起点坐标、长度、旋转的角度，再与影像中的工件作重迭对比，从而找到工件与标准图形之间的误差。

    13、直接画图：直接移动工作桌，以十字线中心点画线、圆、弧时不仅可以在AutoCAD中直接生成图形同时在测绘仪软件的影像中也生成相同外形及位置的图形。

    14、自设客户坐标：可以根据客户本身的需要在实时影像中的实际工件上自行设定坐标原点（0，0），再以（0，0）点为基准在画面任一点上标示该点X，Y坐标位置。

    15、坐标标注：以自己所设定之坐标原点（0，0）为基准，标注图上任意一点的坐标位置。

    16、专利取R角功能：为目前市面上准确的平面取R角方式。

    17、测量：可测量平面上的任何几何尺寸（角度、直径、半径、点到线的距离、圆的偏心、两圆间距等等）。

    18、自动捕捉图形线条的各结点：可以自动捕捉线的起点、中点、终点及两线的交点、圆心及圆周上的三个结点，用于辅助标注绘图等应用功能。

    19、将产品外形描边，描出图形可转入AutoCAD形成工程图。