測量在透射或反射光照射下的平面目標（主要是照相底片上星像）的直角坐標的專用光學儀器。座標量度儀包括瞄準星像的光學系統、載片架和移動機構、測量目標座標的玻璃刻尺及其讀數測微器。測量時，移動裝上底片的載片架，瞄準星像，就可以從測微器上讀出目標的位置資料。利用轉像棱鏡將被瞄準的星像旋轉180°，然後測量星像，可以消除瞄準誤差。儀器X和Y方向的兩根刻尺應嚴格垂直，刻尺的每根刻線的改正量和刻尺的溫度係數都可事先精密測定。儀器本身精度優於1微米。新型的座標量度儀有自動動記錄設備，但測量者仍需瞄準目標和刻尺。有的天文臺配備瞭天文底片自動測量系統，能快速自動測量底片上各種目標的坐標，甚至能自動測量目標的大小和各種光度數據。